追及与相遇问题.ppt19808PPT课件

1、第1页/共44页第2页/共44页第3页/共44页第4页/共44页 1.物理分析法：抓好“两物体能否同时到达空间某位置”这一关键，认真审题，挖掘题中的隐含条件，在头脑中建立起一幅物体运动关系的图景。 2.数学分析法：设相遇时间为t，根据条件列方程，得到关于t的方程（通常为一元二次方程），用判别式进行讨论，若0，即有两个解，说明可以相遇两次；若=0，说明刚好追上或相遇；若0，说明追不上或不能相碰。 3.图象法：将两者的速度时间图象在同一坐标系中画出，然后利用图象求解。 4.相对运动法：巧妙地选取参照系，然后找两物体的运动关系。 解答追及、相遇问题常用的方法第5页/共44页(1)速度小者追速度大者类

2、型类型图象图象说明说明匀加速追匀加速追匀速匀速t=t0以前以前,后面物体与前面后面物体与前面物体间距离增大物体间距离增大t=t0即速度相等时即速度相等时,两物体两物体相距最远为相距最远为x0+ xt=t0以后，后面物体与前以后，后面物体与前面物体间距离减小面物体间距离减小能追及且只能相遇一次能追及且只能相遇一次匀速追匀匀速追匀减速减速匀加速追匀加速追匀减速匀减速第6页/共44页1.1.在解决追及相遇类问题时，要紧抓“一图三式”，即：过程示意图，时间关系式、速度关系式和位移关系式，另外还要注意最后对解的讨论分析。2.2.分析追及、相遇类问题时，要注意抓住题目中的关键字眼，充分挖掘题目中的隐含条件

3、，如“刚好”“恰好”“最多”“至少”等，往往对应一个临界状态，满足相应的临界条件。解题思路解题思路分析两物体分析两物体运动过程运动过程画运动画运动示意图示意图找两物体找两物体的关系式的关系式列方程列方程求解求解第7页/共44页(1)(1)汽车一定能追上自行车吗？若能追上，汽车经多长时间追上？追上时汽车的瞬时速度多大？例3一辆汽车以3 m/s2的加速度开始启动的瞬间，另一辆 以6 m/s的速度做匀速直线运动的自行车恰好从汽车的旁边通过(2)当v汽v自时，两者距离如何变化？汽车追上自行车前多长时间与自行车相距最远？此时的距离是多大？(3)画出两车运动的vt图象，并试着用图象法解上述两问题第8页/共

4、44页例3一辆汽车以3 m/s2的加速度开始启动的瞬间，解：汽车:tatv3汽222321tatx汽第9页/共44页例3一辆汽车以3 m/s2的加速度开始启动的瞬间，另一辆 以6 m/s的速度做匀速直线运动的自行车恰好从汽车的旁边通过(1)(1)汽车一定能追上自行车吗？若能追上，汽车经多长时间追上？追上时汽车的瞬时速度多大？(2)当v汽v自时，两者距离如何变化？汽车追上自行车前多长时间与自行车相距最远？此时的距离是多大？解：汽车:tatv3汽222321tatx汽乘客:smv/6自tvtx6人第10页/共44页第11页/共44页(3)画出两车运动的vt图象，并试着用图象法解上述两问题第12页/

5、共44页练一练、甲.乙两车在平直公路上比赛，某一时刻，乙车在甲车前方L111 m处，乙车速度v乙60 m/s，甲车速度v甲50 m/s，此时乙车离终点线尚有L2600 m，如图所示.若甲车加速运动，加速度a2 m/s2，乙车速度不变，不计车长.求：（1）经过多长时间甲.乙两车间距离最大，最大距离是多少？ （2）经过多长时间甲乙两车相遇？（3）试通过计算说明到达终点前甲车能否超过乙车？ 第13页/共44页(2)速度大者追速度小者类型类型图象图象说明说明匀减速匀减速追追匀速匀速开始追及时，后面物体与前面物体间开始追及时，后面物体与前面物体间的距离的距离在减小，当两物体速度相等时，即在减小，当两物体

6、速度相等时，即t=t0时刻：时刻：若若 x=x0，则恰能追及，两物体只，则恰能追及，两物体只能相遇一次，这也是避免相撞的临界能相遇一次，这也是避免相撞的临界条件条件若若 xx0，则相遇两次，设，则相遇两次，设t1时刻时刻 x1=x0，两物体第一次相遇，则，两物体第一次相遇，则t2时时刻两物体第二次相遇刻两物体第二次相遇匀速追匀速追匀匀加速加速匀减速匀减速追追匀加速匀加速第14页/共44页 说明：说明：表中的表中的 x是开始追及以后，后面物体因速度大而比是开始追及以后，后面物体因速度大而比前面物体多运动的位移；前面物体多运动的位移； x0是开始追及以前两物体之间的距离；是开始追及以前两物体之间的

7、距离； t2-t0=t0-t1； v1是前面物体的速度，是前面物体的速度，v2是后面物体的速度。是后面物体的速度。第15页/共44页解：汽车:tatv2汽2221tatx汽乘客:smv/4人tvtx4人此时人和车相距最近此过程：x人vt42 m8 mmtatx42122汽第16页/共44页 在一条平直的公路上，乙车以10m/s的速度匀速行驶，甲车在乙车的后面做初速度为15m/s，加速度大小为0.5m/s2的匀减速运动，则两车初始距离L满足什么条件时可以使：（1）两车不相遇；（2）两车只相遇一次；（3）两车能相遇两次（设两车相遇时互不影响各自的运动）第17页/共44页例1：一辆汽车在十字路口等候

8、绿灯，当绿灯亮起时汽车以3m/s2的加速度开始行驶，恰在这时一辆自行车以6m/s的速度匀速驶来，从后面超过汽车。试求：汽车从路口开动后，在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远？此时距离是多少？第18页/共44页甲、乙两车在一平直道路上同向运动，其v-t图象如图示，图中OPQ和OQT的“面积”分别为x1和x2(x2x1)。初始时，甲车在乙车前方x0处( )A.若x0=x1+x2，两车不会相遇B.若x0 x1，两车相遇2次C.若x0=x1，两车相遇1次D.若x0=x2，两车相遇1次A B C第19页/共44页分析：汽车追上自行车之前， v汽v自时 x变小解法一 物理分析法两者速度相等时，两车相距

9、最远。 （速度关系） v汽=at=v自 t= v自/a=6/3=2sx= v自t at2/2=62 3 22 /2=6m第20页/共44页解法二 用数学求极值方法来求解设汽车在追上自行车之前经过t时间两车相距最远x=x1x2=v自t at2/2（位移关系） x=6t 3t2/2由二次函数求极值条件知t= b/2a = 6/3s = 2s时， x最大 xm=6t 3t2/2= 62 3 22 /2=6 m 第21页/共44页解法三 用相对运动求解更简捷 选匀速运动的自行车为参考系，则从运动开始到相距最远这段时间内，汽车相对参考系的各个物理量为：初速度 v0= v汽初v自=0 6= 6 m/s末速

10、度 vt= v汽末v自=6 6= 0加速度 a= a汽a自=3 0= 3 m/s2 相距最远 x= = = 6 mvt2 v02 2a 6223第22页/共44页解法四 用图象求解1）自行车和汽车的v t 图象 如图v/（ms-1）v60t/sttV汽V自由于图线与横坐标轴所包围的面积表示位移的大小，所以由图上可以看出在相遇之前，在t时刻两车速度相等时， 自行车的位移（矩形面积）与汽车位移（三角形面积）之差（即斜线部分）达最大，所以t=v自/a= 6 / 3=2 s2）由图可看出，在t时刻以后，由v自线与v汽线组成的三角形面积与标有斜线的三角形面积相等时，两车的位移相等（即相遇）。所以由图得相

11、遇时， t=2t=4 s v = 2v自=12 m/s mtt662212621自自vvs第23页/共44页 2什么时候汽车追上自行车，此时汽车的速度是多少？ 解：汽车追上自行车时，二车位移相等（位移关系）则 vt=at2/26t= at2/2， t=4 s v= at= 34=12 m/s 思考：若自行车超过汽车2s后，汽车才开始加速。那么，前面的1、2两问如何？ 第24页/共44页例例2：A火车以火车以v1=20m/s速度匀速行驶，速度匀速行驶，司机发现前方同轨道上相距司机发现前方同轨道上相距100m处有处有另一列火车另一列火车B正以正以v2=10m/s速度与速度与A火火车同方向匀速行驶，

12、车同方向匀速行驶，A车立即做加速车立即做加速度大小为度大小为a的匀减速直线运动。要使两的匀减速直线运动。要使两车不相撞，车不相撞，a应满足什么条件？应满足什么条件？第25页/共44页两车恰不相撞的条件是：两车恰不相撞的条件是：两车速度两车速度相同时相遇相同时相遇. .由由A A、B B 速度关系速度关系： 由由A A、B B位移关系位移关系： 21vatv022121xtvattv2220221m/s5 . 0m/s1002)1020(2)(xvva2/5 . 0sma 则方法一：物理分析法第26页/共44页v/ms-1B BA At/so10t020100)1020(210tst2005 .

13、 0201020a2/5 . 0sma 则方法二：图象法第27页/共44页022121xtvattv 代入数据得代入数据得 010010212tat若两车不相撞，其位移关系应为若两车不相撞，其位移关系应为2/5 . 0sma 则0214)10(1002142aa其图像其图像( (抛物线抛物线) )的顶点纵坐标必为正值的顶点纵坐标必为正值, ,故有故有方法三：二次函数极值法第28页/共44页022121xtvattv 代入数据得代入数据得 010010212tat不相撞不相撞 000100214100a2/5 . 0sma 则方法四、判别式法：第29页/共44页 以以B车为参照物，车为参照物，

14、A车的初速度为车的初速度为v0=10m/s，以加速度大小以加速度大小a减速，行驶减速，行驶x=100m后后“停下停下”，末速度为末速度为vt=002022axvvt2220202/5 . 0/10021002smsmxvvat2/5 . 0sma 则 以以B B为参照物为参照物, ,公式中的各个量都应是相对公式中的各个量都应是相对于于B B的物理量的物理量. .注意物理量的正负号注意物理量的正负号. .方法五：相对运动法第30页/共44页例3、一车从静止开始以1m/s2的加速度前进，车后相距x0为25m处，某人同时开始以6m/s的速度匀速追车，能否追上？如追不上，求人、车间的最小距离。 一、数

15、学分析法：依题意，人与车运动的时间相等，设为t,当人追上车时，两者之间的位移关系为：x车车+x0= x人人即： at22 + x0= v人t由此方程求解t，若有解，则可追上； 若无解，则不能追上。 代入数据并整理得：t212t+50=0=b24ac=1224501=560所以，人追不上车。x0v=6m/sa=1m/s2第31页/共44页 二、物理分析法在刚开始追车时，由于人的速度大于车的速度，因此人车间的距离逐渐减小；当车速大于人的速度时，人车间的距离逐渐增大。因此，当人车速度相等时，两者间距离最小。at= v人 t=6s在这段时间里，人、车的位移分别为：x人=v人t=66=36mx车=at2/2=162/2=18mx=x0+x车x人=25+1836=7m 二、数学分析法s=1/21t2 +25 -