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文档简介
题型01追及与相遇问题
目录
第一部分题型解码高屋建瓴,掌握全局
第二部分考向破译微观解剖,精细教学
总方法透视典例引领变式演练
考向01变速物体追匀速物体
考向02变速物体追变速物体【重难】
考向03匀速物体追变速物体
考向04相遇次数问题
第三部分综合巩固整合应用,模拟实战
天津高考物理中,追及相遇问题是运动学核心高频考点,近5年多以选择题+计算题出现,常结
合v-t/x-t图像与实际交通/科技情境,重点考速度相等临界条件与位移方程建模,难度中等偏上,是
区分度题型。题型分布:选择题:多为v-t图像结合追及,判断相遇次数、最大/最小距离、临界条
件。计算题:常以匀加速追匀速、匀减速追匀速为基础,叠加刹车停车约束、多物体/多过程,偶与
传送带、板块等复合模型结合。必考点:速度相等为临界、位移关系方程、二次方程解的物理意义
(时间合理性、相遇次数)。高频关联:v-t图像面积求位移、匀变速公式应用、实际情境建模。
追及相遇问题
1.问题本质与常用分析方法
追及、相遇问题的核心是分析两个物体能否在同一时间到达同一空间位置。
常见情景与临界条件:
(1)甲追上乙:初始相距x0,追上时满足x甲−x乙=x0,且此时v甲≥v乙(避免刚追上又被反超);
(2)甲恰好追上(不相撞)乙:初始相距x0,追上时满足x甲−x乙=x0,且此时v甲=v乙(此为恰好不相撞的临界
条件)。
常用分析方法:
方法核心思想与适用点
抓住“两物体能否同时到达同一位置”这一关键,审清题意,构建清
物理分析法
晰运动图景。最基础、最常用。
以其中一个物体为参考系,将问题转化为另一个物体在该参考系中
相对运动法
的单物体运动(如匀速或匀变速)问题。可使问题简化。
设相遇时间为t,根据位移关系列关于t的一元二次方程。通过判别
判别式法式Δ判断相遇情况:Δ>0,两解,相遇两次;Δ=0,一解,相遇一次
(恰好追上);Δ<0,无解,不相遇。
在同一坐标系中画出两物体的v-t图像或x-t图像。交点、面积差、
图像法
截距等直观反映了相遇、追及情况和位移关系。
2.通用解题思路与步骤(“一图三式”)
解决追及相遇问题,应紧扣以下思路,并建立完整的分析框架:
步骤要点说明:
(1)示意图:是解题的基础,直观反映过程。
(2)时间关系:多数情况是同时出发(t甲=t乙),对于非同时出发的,需要梳理出各自运动时间的关系。
(3)位移关系:是列方程的核心。
同向追及:x甲=x乙+x0(x0为初始间距);相向相遇:x甲+x乙=x0
(4)速度关系:往往是临界条件(如恰好追上时,v甲=v乙)或限制条件。
3.临界、极值与注意事项
(1).追及问题中的临界条件
速度相等(v甲=v乙)是能否追上及两者距离取极值的临界点。
速度小者追速度大者:当v甲=v乙时,两者间有最大距离。
速度大者追速度小者:
若此时已超越(x甲>x乙+x0),则能追上,可能相遇两次。
若此时恰好未超越(x甲=x乙+x0),则恰好追上(不相撞)。
若此时仍未追上(x甲<x乙+x0),,则永远追不上,此时有最小距离。
4.核心注意事项
抓住“一个条件,两个关系”:
一个条件:速度相等的临界条件。
两个关系:时间关系和位移关系。
注意被追物体的运动状态:若被追物体做匀减速运动(如刹车),必须先判断它在被追过程中是否已停止,
避免出现“已停止的物体又反向运动”的错误。
挖掘关键词:审题时注意“刚好”、“恰好”、“最多”、“至少”等词语,它们通常对应一个具体的临界状态和需
要满足的临界方程(通常是速度关系方程)。
考向01变速物体追匀速物体
【例1-1】(2025·天津·调研)重庆是中国重要的汽车产业基地,近年来新能源汽车发展迅猛,某品牌的新能
源汽车配备了自动驾驶系统,该车在红绿灯启停、无保护左转、避让路口车辆、礼让行人、变道等情形下
都能无干预自动驾驶。某次试验时,a、b两车(均可视为质点)从不同地点由静止开始沿同一直线运动的
v-t图像如图所示,已知两车在运动过程中不会相遇,图线均为直线,下列说法正确的是()
A.a车在前,b车在后
B.在2t0时刻两车间的距离最远
v0
C.在t0时刻b车的速度大小为
2
vt
D.出发时两车间的距离可能为00
2
【例1-2】(2025·天津·模拟预测)质点甲沿x轴做匀变速运动,质点乙沿x轴匀速运动,两质点的位置坐标x
随时间t变化的关系图线如图所示,则在0~4s内两质点之间的最大距离为()
A.5.0mB.4.0mC.3.5mD.3.0m
【变式1-1】(2025·河北·模拟预测)甲、乙两车在公路上沿同一方向的不同车道做直线运动,其v−t图像如
图所示,两图像在t=t1时相交于P点,P在横轴上的投影为Q,△OPQ的面积为S。在t=0时刻,乙车在甲
车前面,相距为d,若两车此后相遇两次,且第一次相遇的时刻为t′,则t′和d的组合可能是()
111417
A.tt1,dSB.tt,dSC.tt,dSD.tt,dS
2143194116
【变式1-2】(2025·天津·模拟预测)甲、乙两物体从同一位置、沿同一方向,同时开始运动,乙物体的初速
度为零。如图所示为甲物体的速度—时间图像,也是乙物体的加速度—时间图像,题中物理量的单位均为
国际单位。由以上可知,t2s时间内,下列说法正确的是()
1
A.甲、乙两物体运动方向始终相同B.甲、乙两物体间的最大距离为b
2
C.t2s时甲、乙两物体间距离最大D.t(23)s时甲、乙两物体相遇
【变式1-3】王福橙、乔地瓜两同学骑车在平直道路上的两条平行车道上沿同一方向行驶,王福橙以10m/s
的速度做匀速直线运动。t0时刻,两车车头平齐,乔地瓜做初速度为5m/s加速度为5m/s2的匀加速直线
运动,则下一次两车头齐平的时刻为()
A.t2sB.t3sC.t5sD.t6s
考向02变速物体追变速物体
【例2-1】(2025·天津·调研)甲、乙两辆小车在一条平直的车道上行驶,它们速度随时间变化的vt图像如
图所示,其中甲的图线为两段相同的圆弧,乙的图线为直线,则下列说法正确的是()
A.t2s时两车的加速度大小不等
B.t4s时两车一定相遇
C.在04s内,两小车的平均速度相同
D.在04s内,甲车的加速度方向改变
【例2-2】在平直公路上,甲车以30m/s的速度匀速行驶,当甲车距离前方另一车道上静止的乙车100m时,
开始刹车。同时,乙车由静止开始沿同一方向做匀加速直线运动,两车的加速度大小均为2m/s2。两车均
可视为质点,不考虑车道宽度及其他车辆影响。下列说法正确的是()
A.两车未能相遇
B.两车在运动过程中会相遇2次
C.两车速度相同时,甲车在乙车后12.5m处
D.若甲车在刹车的同时,乙车以大小为3m/s2的加速度启动,则两车不会相遇
【变式2-1】(2024·天津·调研)中国高铁向世界展示了中国速度,和谐号动车和复兴号高铁相继从某站点由
静止出发,沿同一方向做匀加速直线运动。两车运动的速度-时间图像如图所示,下列说法正确的是()
A.复兴号高铁追上和谐号动车前,t70s时两车相距最远
B.复兴号高铁追上和谐号动车前,两车最远相距2500m
C.t140s时,复兴号高铁追上和谐号动车
D.复兴号高铁加速95s达到其最大速度
【变式2-2】(2025·天津·模拟预测)ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。如果要通过ETC通道,
车需要在收费站中心线(拦车杆位置)前方10m处减速至5m/s,匀速到达中心线后,自动抬杆,车通过ETC
通道,如图1所示。甲车以15m/s的速度匀速行驶,在距收费站中心线50m处开始减速时发现走人工收费
通道的乙车恰好停到了收费站中心线处,甲车司机立即刹车做匀减速运动,到达离收费站中心线10m处时
速度恰好减至5m/s并匀速通行,ETC通道自动抬杆放行,甲车通过收费站中心线后立即开始加速,以甲车
开始匀加速的时刻作为计时起点,甲、乙两辆车在平直公路上沿同一方向做直线运动的v-t图像如图2所示。
(1)求乙车在收费站缴费所用的时间t乙;
(2)求乙车追上甲车前,两车间距离的最大值x;
(3)求甲车被乙车追上时甲车从收费站中心线前进的距离x。
考向03匀速物体追变速物体
【例3-1】(2021·天津河东·二模)甲、乙两物体同一方向沿直线运动,6s末在途中相遇,它们的速度-时间
图如图所示,可以确定()
A.t=0时乙在甲的前方27m处
B.t=0时甲在乙的前方27m处
C.3s末乙的加速度大于甲的加速度
D.6s之后两物体还会再相遇
【例3-2】“接球训练”是人与宠物狗的互动游戏。某次游戏开始时,人与宠物狗站在同一直线,人用力将小
球斜向上出,抛出时的初速度大小为12m/s,方向与水平面成45°,小球离手时离地面的高度和宠物狗嘴离
地面高度相等。宠物狗看到小球飞出,经历短暂反应时间后启动全力追赶小球,在小球落到嘴高位置时用
嘴将其接住,已知宠物狗身高(认为宠物狗嘴离地面高度等于狗身高)约为50cm,其奔跑速度为9.6m/s,
奔跑过程看成匀速直线运动,不计空气阻力和宠物狗加速的时间。重力加速度g取10m/s2。计算结果保留
一位小数,求:
(1)小球运动过程中离地面的最大高度;
(2)宠物狗的反应时间。
【变式3-1】(2025·河北·模拟预测)a、b两物体从坐标原点出发沿x轴运动,它们的xt图像如图所示,
其中a为抛物线,t5s时,xmax25m,b物体以2m/s的速度做匀速直线运动,下列说法正确的是()
A.前10s内,a物体的运动方向保持不变
B.在b物体追上a物体前,t5s时两个物体距离最远
C.t7.5s时b物体追上a物体
D.两个物体相遇时,它们相对速度的大小为8m/s
【变式3-2】2024年珠海中国国际航展上,多架飞机同向排成一列,相邻间距为d,以速度v1在平直跑道上
匀速直线行驶准备起飞。每架飞机到达前方同一跑道端线时,开始做匀加速直线运动,加速到起飞速度v2时
离开地面。当第1架飞机离开地面时,第2架飞机刚好到达跑道端线。所有飞机的加速度,起飞速度均相
同,且均可视为质点,则第1架飞机离地时与第2架飞机之间的距离为()
2vv2v2v1vvvv
A.21dB.dC.21dD.21d
v1v12v1v1
考向04相遇次数问题
【例4-1】(2025·天津·模拟预测)甲、乙两车在公路上行驶的v−t图像如图所示。已知t=2s时两车相遇,乙
车图像轨迹由多段四分之一圆弧构成,则()
A.在t=4s时,甲、乙两车再次相遇
B.甲车0~4s做匀变速运动,乙车0~2s做加速运动,2~4s做减速运动
C.8s内甲、乙两车的平均速度相同
D.两车相距的最大距离为(4−π)m
【例4-2】相距为s0的甲、乙两辆汽车同向行驶在一条平直公路上,其vt图像如图所示,图中△MNP的
面积为s,初始时甲车在前乙车在后,下列说法正确的是()
A.若ss0,则t0时刻后乙车追上甲车
B.若ss0,则t0时刻前乙车追上甲车
C.若ss0,则甲、乙两车可能相遇2次
D.若ss0,则甲、乙两车一定只能相遇1次
【变式4-1】M、N两辆小汽车在平直公路上同向行驶,其速度随时间变化的关系如图所示,t=0时,M车
在前,N车在后,两车间的距离为4m,则M、N两车()
A.会相遇2次B.会相遇1次
C.不会相遇D.无法判断是否会相遇
【变式4-2】(2025·重庆渝中·模拟预测)甲、乙两车在一条路上沿同一方向做直线运动,初始时刻乙车在甲
x
车前,且间距为s12m,如图1所示,图2为甲车的v2-x图像,图3为乙车的t图像,已知两车的运
0t
动互不影响,则()
A.甲车运动24m时,与乙车第一次相遇
B.甲、乙两车能相遇两次,且甲车已经停止运动后,与乙车第二次相遇
C.从第一次相遇到第二次相遇甲车的位移为21.12m
D.甲、乙两车能相遇两次,第二次相遇时乙车共运行的位移为25.92m
1.(2021·河北·高考真题)如图,一滑雪道由AB和BC两段滑道组成,其中AB段倾角为,BC段水平,AB
段和BC段由一小段光滑圆弧连接,一个质量为2kg的背包在滑道顶端A处由静止滑下,若1s后质量为48kg
的滑雪者从顶端以1.5m/s的初速度、3m/s2的加速度匀加速追赶,恰好在坡底光滑圆弧的水平处追上背包并
1724
立即将其拎起,背包与滑道的动摩擦因数为,重力加速度取g10m/s2,sin,cos,忽
122525
略空气阻力及拎包过程中滑雪者与背包的重心变化,求:
(1)滑道AB段的长度;
(2)滑雪者拎起背包时这一瞬间的速度。
2.(2025·天津·模拟预测)重庆轻轨设计独特,为山城人民出行带来了极大便利。如图(a),t=0时,两辆
x
相同轻轨列车车头车尾均对齐,行驶在平行直轨道(足够长)上,之后它们在该直轨道上运动的t图像
t
如图(b)所示。则下列说法正确的是()
A.两轻轨列车运动方向相反B.在t=4s时,两车相距最远
C.0~4s内,两车距离先变大再变小D.两车在t=4s时,速度相同,均为5m/s
2
3.(2025·天津·调研)一辆公交车在路口等候绿灯,当绿灯亮时,公交车以a12m/s的加速度由静止开始
做匀加速直线运动,此时恰有一辆电动车以v06m/s的速度匀速从旁边超过公交车,已知公交车在加速至
vm10m/s后做匀速直线运动,两车均可视为质点,从公交车启动到追上电动车的过程,下列说法正确的
是()
A.在公交车启动5s后,两者间的距离最大
B.公交车追上电动车前,两者间的最大距离为9m
C.公交车加速至10m/s前已追上电动车
D.公交车追上电动车所需的总时间为6.25s
x1
4.t0时刻,甲、乙两玩具赛车同时进入一段直线赛道(足够长),之后它们在该赛道中运动的图像
t2t
如图所示。两车相遇前,从两车刚进入该赛道到两车相距最远的时间为()
A.8sB.7sC.6sD.5s
5.(2025·天津·模拟预测)甲、乙两车(均可视为质点)在平直公路上沿两平行车道同向行驶,两车运动的
vt图像如图所示。已知t0时甲车在乙车前面30m处,在t6s时两车恰好相遇。下列说法正确的是()
A.图中t1时刻两车相距最近
4
B.图中t1等于s
3
C.图中的v2与v1之差等于14m/s
D.乙车比甲车的加速度大4m/s2
6.如图所示,水平面O点左侧光滑、右侧粗糙(粗糙程度相同),可视为质点的甲、乙两个相同滑块到O
点的距离分别为x甲、x乙(x乙为定值),现对甲、乙同时施加水平向右的相同恒力F使甲、乙由静止开始运
动,到O点时均撤去力F,当甲追上乙时(此时乙仍有速度)二者速度交换,下列说法正确的是()
A.甲、乙可能在O点左侧某处相遇
B.甲运动的总时间与x甲有关
C.乙运动的总时间与x甲有关
D.乙最终停止的位置到O点的距离与x甲成正比
7.(2025·河北秦皇岛·模拟预测)一辆警车以20m/s的速度自东向西行驶,经过一十字路口时,发现一名犯
罪嫌疑人驾驶摩托车,对向行驶经过该路口(速度为20m/s),于是警车立即减速到4m/s并调头追赶。已
知警车加、减速的加速度大小均为4m/s2,最大速度为40m/s,摩托车的最大加速度为10m/s2,最大速度为
30m/s。为确保安全,警车第1次追上摩托车时速度等于20m/s,并喊话让犯罪嫌疑人靠边停车,但犯罪嫌
疑人想逃逸,摩托车开始加速,加速至最大速度后匀速行驶,同时警车也再次开始加速,在与摩托车等速
时恰好第2次追上,忽略调头过程警车的运动路程和时间,下列说法正确的是()
A.第1次追上之前,两车的最大距离为200m
B.从在路口相遇到第1次追上,用时20s
C.第1次追上后,警车经过加速、匀速、减速直到第2次追上
D.从在路口相遇到第2次追上,摩托车的位移约572m
8.甲乙两车在平直公路上同向运动,如图1为甲车的v-t图像,如图2为乙车受到的合外力随时间变化的
图像,t=0时刻乙车从静止出发,t=1s时两车相遇。两个汽车的质量相同,均为1×103kg,重力加速度g=10m/s2,
在0~4s内关于两车的运动,下列说法正确的是()
A.甲车的动量变化量小于乙车的动量变化量
B.t=0时刻,甲车在乙车前方5m处
C.甲车的合外力做的功大于乙车的合外力做功
D.两车相距最远15m
9.(2025·河北·模拟预测)甲、乙两辆无人驾驶电动汽车出厂时在平直路面检测,两车经过同一位置开始计
时,甲、乙两车vt图像如图所示,甲为倾斜直线,乙关于甲的交点2,6中心对称,图中物理量已标明,
下列说法正确的是()
A.甲做匀速运动,乙做变速运动
B.甲、乙在t2s再次相遇
C.甲、乙再次相遇时位移为24m
D.甲、乙再次相遇前有三个时刻加速度相同
10.甲、乙两车同时由静止出发,甲车在乙车后方1m处,沿同一直线同向行驶。乙车先以5m/s2的加速度
匀加速2s后,再保持匀速行驶;甲车以2m/s2的加速度一直做匀加速运动。则甲车追上乙车的时间为()
A.1sB.4sC.9sD.10s
11.在沟谷深壑、地形险峻的山区,由于暴雨暴雪极易引发山体滑坡,并携带大量泥沙石块形成泥石流,
发生泥石流常常会冲毁公路、铁路等交通设施,甚至村镇等,造成巨大损失。现将泥石流运动过程进行简
化,如图甲所示,假设一段泥石流(视为质量不变的滑块)在t=0时刻从A点由静止开始沿坡体加速下滑。
一辆汽车停在坡体下端B点右侧C处,当泥石流到达B点时,司机发现险情,立即启动车辆加速向右运动
以逃生,二者的速率v与时间t的关系图像如图乙所示,则()
A.泥石流加速时的加速度大小为4m/s2
B.t=11s时汽车和泥石流二者速度相同
C.A、B两点间的距离为98m
D.B、C之间的距离至少为72m,汽车才安全
=
12.有两辆汽车在平直路面上一前一后朝着相同方向匀速行驶,前车速度vA16m/s,后车速度vB18m/s,
2
当后车与前车相距L20m时,前车以大小aA4m/s的加速度刹车,后车司机看到前车刹车灯亮起,然后
2
以大小aB6m/s
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