備戰(zhàn)2020年高考物理 3年高考2年模擬1年原創(chuàng) 專題1.3 追擊和相遇(含解析)
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1、專題1.3 追擊和相遇 【考綱解讀與考頻分析】 追擊和相遇是勻變速直線運動規(guī)律的綜合運用,也是高考命題熱點。 【高頻考點定位】: 用圖像討論追擊和相遇,用函數(shù)討論追擊和相遇 考點一:用圖像討論追擊和相遇 【3年真題鏈接】 1.(2019年4月浙江選考)甲、乙兩物體零時刻開始從同一地點向同一方向做直線運動,位移-時間圖象如圖所示,則在0~t1時間內(nèi)( ) A. 甲的速度總比乙大 B. 甲、乙位移相同 C. 甲經(jīng)過的路程比乙小 D. 甲、乙均做加速運動 【參考答案】B 【名師解析】因x-t圖像的斜率等于速度,可知在0
2、~t1時間內(nèi)開始時甲的速度大于乙,后來乙的速度大于甲,選項A錯誤;由圖像可知在0~t1時間內(nèi)甲、乙位移相同,選項B正確;甲乙均向同方向做直線運動,則甲乙的路程相同,選項C錯誤;由斜率等于速度可知,甲做勻速運動,乙做加速運動,選項D錯誤。. 2.(2018全國理綜II)甲、乙兩汽車同一條平直公路上同向運動,其速度—時間圖像分別如圖中甲、乙兩條曲線所示。已知兩車在t2時刻并排行駛,下列說法正確的是( ) A.兩車在t1時刻也并排行駛 B.t1時刻甲車在后,乙車在前 C.甲車的加速度大小先增大后減小 D.乙車的加速度大小先減小后增大 【參考答案】.BD
3、【命題意圖】 本題考查速度圖像及其相關(guān)的知識點。 【解題思路】根據(jù)v—t圖象的面積表示位移可知,已知兩車在t2時刻并排行駛,利用逆向思維并借助于v—t圖象面積等于位移可知在t1時刻甲車在后,乙車在前,選項A錯誤B正確;根據(jù)速度圖像斜率表示加速度可知甲車的加速度大小先減小后增大,乙車的加速度大小先減小后增大,選項C錯誤D正確。 3.(2018高考全國理綜III)甲乙兩車在同一平直公路上同向運動,甲做勻加速直線運動,乙做勻速直線運動。甲乙兩車的位置x隨時間t的變化如圖所示。下列說法正確的是( ) A.在t1時刻兩車速度相等 B.從0到t1時間
4、內(nèi),兩車走過的路程相等 C.從t1到t2時間內(nèi),兩車走過的路程相等 D.從t1到t2時間內(nèi)的某時刻,兩車速度相等 【參考答案】CD 【命題意圖】本題考查對位移圖像的理解及其相關(guān)的知識點。 【解題思路】根據(jù)位移圖象的物理意義可知,在t1時刻兩車的位置相同,速度不相等,乙車的速度大于甲車的速度,選項A錯誤;從0到t1時間內(nèi),乙車走過的路程大于甲車,選項B錯誤;從t1到t2時間內(nèi),兩車都是從x1位置走到x2位置,兩車走過的路程相等,選項C正確;根據(jù)位移圖像的斜率等于速度可知,從t1到t2時間內(nèi)的某時刻,兩車速度相等,選項D正確。 【2年模擬再現(xiàn)】 1.(2019廣東肇慶三模)
5、兩玩具車在兩條平行的車道上行駛,t=0時兩車都在同一計時線處,它們在四次比賽中的v-t圖像如下圖所示。在0-3s內(nèi)哪幅圖對應(yīng)的比賽中兩車可能再次相遇( ) 【參考答案】C 【名師解析】根據(jù)速度圖像的面積表示位移可知,圖象C對應(yīng)的比賽中兩車可能在t=2.5s再次相遇。 2.(2019全國大聯(lián)考二模)圖1是2018年12月3日廣州半程馬拉松賽中兩位選手參賽的某一情形,假設(shè)甲、乙兩人起跑時都做勻加速直線運動,到達(dá)某一速度后都各自做勻速直線運動,且跑到終點。他們的速度﹣時間圖象如圖2所示,則下列說法正確的是( ?。? A.乙選手起跑時,甲選手正好跑了1m B.相遇前甲、乙兩選手之間
6、的最大距離為4m C.乙選手起跑3s后剛好追上甲選手 D.乙選手超過甲選手,兩選手不可能再次相遇 【思路分析】根據(jù)v﹣t圖象與時間軸所圍的面積表示位移,來求乙選手起跑時甲選手的位移。相遇前甲、乙兩選手速度相等時間距最大,由“面積”法求最大距離。根據(jù)兩人的位移關(guān)系判斷是否相遇。 【參考答案】ACD。 【名師解析】乙選手起跑時,甲選手的位移 x甲==1m,故A正確。 t=3s時兩人的速度相等,相距最遠(yuǎn),最大距離等于0﹣3s內(nèi)甲與乙的位移之差,為 S=x甲﹣x乙=+=1.5m,故B錯誤。乙選手起跑3s后通過的位移 x乙==4m.0﹣5s內(nèi)甲的位移 x甲=×1m=4m,則x乙=x
7、甲,可知乙選手起跑3s后剛好追上甲選手,故C正確。乙選手超過甲選手,速度比甲選手的大,兩選手不可能再次相遇。故D正確。 故選: 【點評】本題是速度﹣時間圖象的應(yīng)用,關(guān)鍵要明確圖象的斜率表示加速度,圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移。 3.(2019四川內(nèi)江二模)P、Q兩車在平行的平直公路上行駛,其v-t圖象如圖所示。在t1到t2這段時間內(nèi)( ) A. Q車加速度始終大于P車加速度 B. 時刻,Q車一定在P車前面 C. 若時刻P車在Q車前,則兩車距離一定減小 D. 若時刻P車在Q車前,則Q車可能會超過P車 【參考答案】D 【名師解
8、析】v-t圖象曲線上某點切線斜率大小表示加速度大小,根據(jù)斜率變化可知,在t1到t2這段時間內(nèi)Q車加速度先大于P車加速度,后小于P車加速度,故A錯誤;雖然t1到t2這段時間Q車位移大于P車位移,但P、Q兩車在t1時刻的位置關(guān)系未知,因此無法判斷t2時刻P、Q兩車的位置關(guān)系,故B錯誤;在t1到t2這段時間內(nèi),P車速度始終小于Q車速度,若t1時刻P車在Q車前,則兩車間距離可能一直減小,也可能先減小后增大,故C錯誤,D正確。 【關(guān)鍵點撥】通過圖線的斜率判斷加速度的大小。通過圖線與時間軸圍成的面積表示位移,以及初始位置關(guān)系,分析兩車距離如何變化。解決本題的關(guān)鍵要理解速度時間圖線的物理意義,知道圖線與
9、時間軸圍成的面積表示位移,圖線的切線斜率表示瞬時加速度。 4.(2019吉林高三調(diào)研)假設(shè)該高速公路上甲、乙兩車在同一車道上行駛,甲車在前,乙車在后。t=0時刻,發(fā)現(xiàn)前方有事故,兩車同時開始剎車,行進中兩車恰好沒有發(fā)生碰撞。兩車剎車過程的圖象如圖所示,以下判斷正確的是( ?。? A.t=0時刻兩車間距等于50m B.兩車都停止運動時相距50m C.t=5s時兩車間距大于t=15s 時兩車間距 D.乙車剎車的加速度大小是甲車的 1.5 倍 【參考答案】A 【名師解析】行進中兩車恰好沒有發(fā)生碰撞,說明速度相等時恰好相遇,根據(jù)圖象與時間軸所圍成的面積
10、表示位移,求出兩者間距。并由“面積”求兩車都停止運動時相距的距離。 根據(jù)v﹣t圖象的斜率表示加速度,可求得加速度之比。 行進中兩車恰好沒有發(fā)生碰撞,說明t=10s時刻兩車速度相等時恰好相遇,則t=0時刻兩車間距等于兩車在10s位移之差,為 S=×10×10m=50m,故A正確。根據(jù)圖象與時間軸圍成的“面積”表示位移可知,甲的剎車距離為 x甲=×20×20m=100m,而乙的剎車距離為 x乙=×30×15m=225m,兩車都停止運動時相距 S′=x乙﹣(S+x甲)=225m﹣(50m+100m)=75m;故B錯誤。根據(jù)“面積”表示位移,可知在5s~15s內(nèi)兩車通過的位移相等,所以t=5s時兩
11、車間距等于t=15s時兩車間距,故C錯誤。根據(jù)v﹣t圖象的斜率表示加速度,甲的加速度大小為 a1===1m/s2;乙的加速度大小為 a2===2m/s2;故乙車的加速度是甲車的加速度的2倍;故D錯誤; 【關(guān)鍵點撥】本題考查v﹣t圖象的應(yīng)用,要注意掌握圖象的性質(zhì),能根據(jù)圖象明確物體的運動過程,明確恰好不相撞的條件:速度相等,運用“面積法”求位移。 5.(2019山東青島調(diào)研)甲、乙兩質(zhì)點同時沿同一直線運動,速度隨時間變化的v-t圖象如圖所示。關(guān)于兩質(zhì)點的運動情況,下列說法正確的是( ) A.在t=0時,甲、乙的運動方向相同 B.在0~2t0內(nèi),甲的位移大于乙
12、的位移 C.在0~2t0內(nèi),乙的平均速度等于甲的平均速度 D.若甲、乙從同一位置出發(fā),則t0時刻相距最近 【參考答案】B 【名師解析】在t=0時,甲的速度為正,乙的速度為負(fù),說明甲、乙的運動方向相反,故A錯誤;根據(jù)圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移,在時間軸上方的面積表示位移為正,下方的表示位移為負(fù),則知在0~2t0內(nèi),乙的位移小于甲的位移,則乙的平均速度小于甲的平均速度,故B正確,C錯誤;若甲、乙從同一位置出發(fā),甲一直沿正向運動,乙先沿負(fù)向運動,兩者距離增大,后沿正向,在t0時刻前甲的速度大于乙的速度,兩者間距增大,t0時刻后乙的速度大于甲的速度,兩者間距減小,所以t0時刻相距最遠(yuǎn)
13、,故D錯誤。 6.(2019安徽宣城二模)甲、乙兩車在一平直公路上從同一地點沿同一方向沿直線運動,它們的圖象如圖所示。下列判斷不正確的是( ) A. 乙車啟動時,甲車在其前方50m處 B. 乙車超過甲車后,兩車不會再相遇 C. 乙車啟動10s后正好追上甲車 D. 運動過程中,乙車落后甲車的最大距離為75m 【參考答案】C 【名師解析】根據(jù)速度圖線與時間軸包圍的面積表示位移,可知乙在時啟動,此時甲的位移為,即甲車在乙前方50m處,故A正確。由于兩車從同一地點沿同一方向沿直線運動,當(dāng)位移相等時兩車才相遇,由圖可知,乙車啟動10s后位移小于甲的位移,還沒有追上
14、甲,乙車超過甲車后,由于乙的速度比甲的大,所以兩車不可能再相遇,故選項B正確,C不正確。當(dāng)兩車的速度相等時相距最遠(yuǎn),最大距離為:,故D正確。 【關(guān)鍵點撥】速度時間圖線與時間軸包圍的面積表示對應(yīng)時間內(nèi)的位移大小,根據(jù)兩車的速度關(guān)系和位移分析何時相遇。當(dāng)兩車的速度相等時相距最遠(yuǎn),根據(jù)幾何知識求最大距離。 本題關(guān)鍵是根據(jù)速度時間圖象得到兩物體的運動規(guī)律,然后根據(jù)圖線與時間軸包圍的面積表示對應(yīng)時間內(nèi)的位移大小,來分析研究。 考點二:用函數(shù)討論追擊和相遇 【3年真題鏈接】 1.(2017年11月浙江選考)如圖所示,兩位同學(xué)從滑道最高端的同一位置先后滑下,到達(dá)低端的同一位置,對于整個下滑過程
15、,兩同學(xué)的( ) A、位移一定相同 B、時間一定相同 C、末速度一定相同 D、平均速度一定相同 【參考答案】A 【解題思路】根據(jù)題述,兩位同學(xué)從滑道最高端的同一位置先后滑下,到達(dá)低端的同一位置,對于整個下滑過程,兩同學(xué)的位移一定相同,時間一定不相同,末速度一定不相同,平均速度一定不相同,選項A正確BCD錯誤。 預(yù)測考點一:用圖像討論追擊和相遇 【2年模擬再現(xiàn)】 1.(2018·湖北黃岡聯(lián)考)甲、乙兩車某時刻由同一地點,沿同一方向開始做直線運動,以該時刻作為計時起點,得到兩車的位移—時間圖像,即x -t圖像如圖所示,甲圖像過O點的切
16、線與AB平行,過C點的切線與OA平行,則下列說法中正確的是( ) A.在兩車相遇前,t1時刻兩車相距最遠(yuǎn) B.t3時刻甲車在乙車的前方 C.0~t2時間內(nèi)甲車的瞬時速度始終大于乙車的瞬時速度 D.甲車的初速度等于乙車在t3時刻的速度 【參考答案】AD 【名師解析】 題中圖像的縱坐標(biāo)表示物體所在的位置,由圖可知t1時刻兩圖線相距最大,即兩車的距離最大,故A正確;t3時刻兩車處在同一位置,故B錯誤;圖線斜率表示速度,由圖可知,0~t1時間內(nèi)甲圖線的斜率大于乙圖線的斜率,之后甲圖線的斜率小于乙圖線的斜率,故C錯誤;圖線的斜率表示物體的速度,由圖可知,甲車的初速度等于乙車在t3時刻
17、的速度,故D正確。 2.(2018·河南名校聯(lián)考)四輛小車從同一地點向同一方向運動的情況分別如下圖所示,下列說法正確的是( ) A.甲車做直線運動,乙車做曲線運動 B.這四輛車均從靜止開始運動 C.在0~t2時間內(nèi),丙、丁兩車在時刻t2相距最遠(yuǎn) D.在0~t2時間內(nèi),丙、丁兩車間的距離先增大后減小 【參考答案】C 【名師解析】由圖像可知:甲做勻速直線運動,乙做速度越來越小的變速直線運動,A項錯誤;x-t圖像的斜率表示速度,v-t圖像的斜率表示加速度,故乙車做減速直線運動,甲車做勻速直線運動,而不是從靜止開始運動,B項錯誤;由速度圖像與時間軸圍成的面積表示位移可知:丙、丁兩車
18、在t2時刻面積差最大,所以相距最遠(yuǎn),在0~t2時間內(nèi),丙、丁兩車間的距離一直增大.C項正確、D項錯誤. 3.(2019年1月湖北黃岡市調(diào)研)甲、乙兩車在平直的公路上向相同的方向行駛,兩車的速度v隨時間t的變化關(guān)系如圖所示,其中陰影部分面積分別為S1、S2,下列說法正確的是( ) A.若S1=S2,則甲、乙兩車一定在t2時刻相遇 B.若S1>S2,則甲、乙兩車在0-t2時間內(nèi)不會相遇 C.在t1時刻,甲、乙兩車加速度相等 D.0-t2時間內(nèi),甲車的平均速度v< 【參考答案】D 【名師解析】由于題述沒有明確甲、乙兩車在平直的公路上從同一地點同時向相同的方向
19、行駛,所以若S1=S2,則甲、乙兩車不一定在t2時刻相遇,選項A錯誤;若S1>S2,甲、乙兩車在平直的公路上從同一地點同時向相同的方向行駛,則甲、乙兩車在0-t2時間內(nèi)可能會相遇,選項B錯誤;在t1時刻,甲、乙兩車速度相等,甲車加速度小于乙車加速度,選項C錯誤;根據(jù)速度圖像面積表示位移可知,0-t2時間內(nèi),甲車的位移小于t2,0-t2時間內(nèi),甲車的平均速度v<,選項D正確。 4.(2019武漢調(diào)研)甲、乙兩輛汽車沿平直的公路直線運動,其v-t圖像如圖所示。已知t=0時,甲車領(lǐng)先乙車5km,關(guān)于兩車運動的描述,下列說法正確的是( ) A . 0~4h 時間內(nèi),甲車勻速直線運動
20、 B . 0~4h 時間內(nèi),甲、乙兩車相遇 3 次 C . t = lh 時,甲、乙兩車第一次相遇 D . t = 4h 時,甲車領(lǐng)先乙車 5 km 【參考答案】 B 【命題意圖】本題考查對速度圖像的理解運用和追擊相遇及其相關(guān)知識點。 【解題思路】根據(jù)題給的速度圖像可知,在0~4h 時間內(nèi),甲車勻減速直線運動,選項A錯誤;根據(jù)速度圖像的面積表示位移可知,在0~0.5h內(nèi)兩車相遇一次,在1~2h內(nèi)兩車相遇一次,在2~4h之內(nèi)兩車相遇一次,即在0~4h 時間內(nèi),甲、乙兩車相遇 3 次,選項B正確C錯誤;根據(jù)速度圖像的面積表示位移可知,在t=0到t = 4h的時間
21、內(nèi),甲車位移為x甲=×40×4km=80km,乙車位移為x乙=×40×1km+20×3km+×20×1km =90km,由x乙- x甲-5km=5km可知,t = 4h時,甲車落后乙車 5 km,選項D錯誤。 【方法歸納】對于以速度圖像給出解題信息問題,要利用速度圖像的斜率表示加速度,速度圖像的面積表示位移解答。所謂相遇,是指在同一時刻兩物體處于同一位置。對于追擊相遇問題,要利用位移關(guān)系和時間關(guān)系。 5.(2019高考III卷押題卷01)在平直公路上行駛的a車和b車,其位移時間圖象分別為圖中直線a和曲線b。t=3 s時,直線a和曲線b剛好相切,下列說法正確的是( ) A.t=3
22、s時,兩車速度相等 B.a(chǎn)車做勻速運動,b車做加速運動 C.在運動過程中,b車始終沒有超過a車 D.在0~3 s的時間內(nèi),a車的平均速度比b車的大 【參考答案】AC 【名師解析】t=3 s時,直線a和曲線b剛好相切,說明t=3 s時,兩車速度相等,選項A正確;由圖像可知,a車做勻速直線運動,b車做減速直線運動,選項B錯誤;在運動過程中,b車始終沒有超過a車,選項 C正確;在0~3 s的時間內(nèi),a車的位移小于b車的位移,根據(jù)平均速度的定義,在0~3 s的時間內(nèi),a車的平均速度比b車的平均速度小,選項D錯誤。 【1年仿真原創(chuàng)】 1.甲、乙兩
23、車在同一條直道上行駛,它們運動的位移x隨時間t變化的關(guān)系如圖所示。已知乙車做勻變速直線運動,其圖線與t軸相切于10 s處。則下列說法正確的是( ) A.甲車的初速度為零 B.乙車的初位置在x0=60 m處 C.乙車的加速度大小為1.6 m/s2 D.5 s時兩車相遇,此時乙車速度較大 【參考答案】:CD 【名師解析】由位移圖像可知,甲車做勻速直線運動,乙車做勻變速直線運動,其圖線與t軸相切于10 s處,10s時乙車速度減小到零。根據(jù)位移圖像斜率表示速度可知甲車的初速度為4m/s,選項A錯誤;把末速度為零的乙車
24、的運動做逆向處理,看作初速度為零勻加速直線運動,由20=at12,t1=5s,x0=at2,t=10s,解得:x0=80m,a=1.6 m/s2。即乙車的初位置在x0=80 m處,乙車的加速度大小為1.6 m/s2,選項B錯誤C正確;5 s時兩車都處在x=20m處相遇,此時乙車速度v=at1=1.6×5m/s=8.0m/s,而甲車的速度為4m/s,乙車速度較大,選項D正確。 2.貨車和客車在公路上同一車道行駛,客車在前,貨車在后,突然出現(xiàn)緊急情況,兩車同時剎車,剛開始剎車時兩車相距30m,剎車過程中兩車的v-t圖像如圖所示,則下列判斷正確的是( ) A. 在t=10s時刻兩車發(fā)
25、生追尾事故 B. 在t=10s時刻之前兩車發(fā)生追尾事故 C.兩車不會追尾,在t=10s時刻兩車相距距離為50m D. 兩車會在客車停止之后發(fā)生追尾事故 【參考答案】 D 【名師解析】由題可知,客車在前,貨車在后,且t=10s之前, 故t=10s時,兩者相距最遠(yuǎn)。這10s內(nèi)貨車的位移;客車的位移;最遠(yuǎn)距離為300m-250m+30m=80m,故A、B、C錯誤;當(dāng)t=20s客車停下來時,根據(jù)對稱性可知,此時兩車的距離與t=0時的距離相同,不會追尾,由圖可知剎車后,貨車的位移;客車的位移;,所以會發(fā)生追尾,故D正確; 3.在平直公路上行駛
26、的a車和b車,其位移—時間圖象分別為圖中直線a和曲線b,已知b車的加速度恒定且a=-2 m/s2,t=3 s時,直線a和曲線b剛好相切。求:t=0時a車和b車的距離x0。 【參考答案】:9m 【名師解析】由題圖可知,a車的速度va= m/s=2 m/s t=3 s時,直線a和曲線b剛好相切,即此時b車的速度vb′=va=2 m/s 設(shè)b車的初速度為vb,對b車,vb+at=vb′ 解得vb=8 m/s t=3 s時,a車的位移xa=vat=6 m b車的位移xb=t=15 m 由題圖知,t=3 s時a車和b車到達(dá)同一位置,得x0=xb-xa=9 m。 4.甲、乙兩車在平直公路
27、上同向行駛,其v-t圖象如圖所示。已知兩車在t=30 s時并排行駛,則( ) A. 在t=10 s時,甲車在乙車后 B. 在t=0時,乙車在甲車前100m C. 兩車另一次并排行駛的時刻有可能是t=5 s D. 甲、乙車兩次并排行駛之間沿兩車的最大距離為200 m 【參考答案】 B 【名師解析】在v-t圖象中,圖線與坐標(biāo)軸所圍的“面積”大小表示位移,由圖象可知,10s到30s甲、乙兩車通過的位移相等,兩車在t=30s時并排行駛,所以兩車在t=10s時也并排行駛,故A、C錯誤;圖象可知,甲的加速度為:,乙的加速度為:,0至10s,甲的位移:,乙的位移:,△x=x1-x2=10
28、0m,即在t=0時,乙車在甲車前100m,故B正確;甲、乙車兩次并排行駛之間也就是10s到30s之間,兩車速度相等時,距離最遠(yuǎn),也就是20s時相距離最遠(yuǎn),10s兩車并排,10s至20s,甲的位移:,乙的位移:,兩車距離△x=400m-300m=100m,故D錯誤。 5.甲、乙兩物體同時從同一位置出發(fā),二者的速度隨時間變化的關(guān)系如圖所示,下列說法正確的是 ( ) A. 0~1s內(nèi),甲的平均速度比乙的小 B. 相遇前,兩物體在t =1s時兩物體間距離最大 C. t=2s時,甲、乙相遇 D. t =4s時,甲、乙相遇 【參考答案
29、】D 【名師解析】0~1s內(nèi),甲的平均速度,乙的的平均速度,甲的平均速度比乙的大,故A錯誤;相遇前,兩物體速度相等時距離最大,在t =2s時兩物體間距離最大,故B、C錯誤;設(shè)經(jīng)過時間t,甲乙相遇,則有,解得t=4s,故D正確。 6. 甲、乙兩車在同一水平道路上,一前一后相距x=6m,乙車在前,甲車在后,某時刻兩車同時開始運動,兩車運動的過程如圖所示,則下列表述正確的是( ) A. 當(dāng)t=4 s時兩車相遇 B. 當(dāng)t=4 s時甲車在前,乙車在后 C. 兩車有兩次相遇 D. 兩車有三次相遇 【參考答案】B D 【名師解析】
30、 A、B速度時間圖象與時間軸圍成的面積可表示位移,則0-4s,甲的位移為x甲=×(16+8)×4m=48m,乙的位移為x乙=×(12+8)×4m=40m,因為x甲>x乙+x,當(dāng)t=4s時,甲車在前,乙車在后,相距2m.所以當(dāng)t=4s時兩車不相遇,第一次相遇發(fā)生在4s之前.故A錯誤,B正確.0-6s,甲的位移為60m,乙的位移為54m,兩車第二次相遇,6s后,由于乙的速度大于甲的速度,乙又跑到前面,8s后,由于甲的速度大于乙的速度,兩車還會發(fā)生第三次相遇,故C錯誤,D正確. 7.一步行者以勻速運動跑去追趕被紅燈阻停的公交車,在跑到距汽車36m處時,綠燈亮了,汽車勻加速啟動前進,其后兩者的v-t
31、圖象如圖所示,則下列說法正確的是( ) A. 人不能追上公共汽車,且車開動后,人車距離越來越遠(yuǎn) B. 人能追上公共汽車,追趕過程中人跑了32m C. 汽車開動16s時人能追上公共汽車 D. 人不能追上公共汽車,人、車最近距離為4m人 【參考答案】D 【名師解析】開始階段,人的速度大于汽車的速度,人和車的距離在減?。划?dāng)人的速度小于汽車的速度時,人和車的增大,所以A錯誤;由圖可知,汽車的加速度a=1m/s2,經(jīng)過時間t=8s兩者速度相等,此時步行者的位移,汽車的位移,因為,故人不能追上汽車;人車最近距離,故D正確,B、C錯誤。 8. 甲、乙兩車在平直公路上同向行駛,其v-t圖
32、象如圖所示。已知兩車在t=30 s時并排行駛,則( ) A. 在t=10 s時,甲車在乙車后 B. 在t=0時,乙車在甲車前100m C. 兩車另一次并排行駛的時刻有可能是t=5 s D. 甲、乙車兩次并排行駛之間沿兩車的最大距離為200 m 【參考答案】 B 【名師解析】在v-t圖象中,圖線與坐標(biāo)軸所圍的“面積”大小表示位移,由圖象可知,10s到30s甲、乙兩車通過的位移相等,兩車在t=30s時并排行駛,所以兩車在t=10s時也并排行駛,故A、C錯誤;圖象可知,甲的加速度為:,乙的加速度為:,0至10s,甲的位移:,乙的位移:,△x=x1-x2=100m,即在t=0時,乙
33、車在甲車前100m,故B正確;甲、乙車兩次并排行駛之間也就是10s到30s之間,兩車速度相等時,距離最遠(yuǎn),也就是20s時相距離最遠(yuǎn),10s兩車并排,10s至20s,甲的位移:,乙的位移:,兩車距離△x=400m-300m=100m,故D錯誤。 預(yù)測考點二:用函數(shù)討論追擊和相遇 【2年模擬再現(xiàn)】 1.一輛汽車正以v1=10 m/s的速度在平直公路上勻速行駛,發(fā)現(xiàn)正前方有一輛自行車以v2=4 m/s的速度做同方向的勻速直線運動,汽車立即關(guān)閉油門做加速度大小為a=0.6 m/s2的勻減速運動,汽車恰好沒有碰上自行車,則( ) A.關(guān)閉油門后,汽車恰好沒有碰上自行車時所用時間為10 s
34、 B.關(guān)閉油門后,汽車恰好沒有碰上自行車時所用時間為 s C.關(guān)閉油門時,汽車與自行車的距離為30 m D.關(guān)閉油門時,汽車與自行車的距離為 m 【參考答案】 AC 【名師解析】 撞不上的臨界條件為速度相等時恰好追上,則有v1-at=v2,代入數(shù)據(jù)解得t=10 s,選項A正確,B錯誤;設(shè)汽車的位移為x1,自行車的位移為x2,則由位移關(guān)系有x1=x2+x,即t=x+v2t,代入數(shù)據(jù)解得x=30 m,選項C正確,D錯誤。 2. 如圖所示,處于平直軌道上的A、B兩物體相距s,同時同向開始運動,A以初速度v1、加速度a1做勻加速運動,B由靜止開始以加速度a2做勻加速運動下列情況不可能發(fā)生
35、的是(假設(shè)A能從B旁邊通過且互不影響)( ) A. a1= a2,能相遇一次 B. a1> a2 ,能相遇兩次 C. a1< a2 ,可能相遇一次 D. a1< a2 ,可能相遇兩次 【參考答案】B 【名師解析】用圖象法我們畫出滿足題給條件的v—t圖象. 圖甲對應(yīng)a1= a2的情況,兩物體僅在t=t1時相遇一次(圖中陰影部分面積為s). 圖乙對應(yīng)a1> a2的情況,兩物體僅在t=t2時相遇一次. 圖丙對應(yīng)a1< a2的情況,若陰影部分面積等于s,則相遇一次;若陰影部分面積小于s,則A、B不可能相遇;若陰影部分面積大于s,則可能相遇兩次,如圖丁
36、所示.故選項B正確. 作出不同情況下A、B的速度時間圖線,結(jié)合圖線圍成的面積分析判斷相遇的次數(shù).本題為追及相遇問題,首先要從題意中找中運動的情景,再由運動學(xué)中位移關(guān)系確定二者能否再次相遇;本題用圖象進行分析比較簡便. 3.同向運動的甲乙兩質(zhì)點在某時刻恰好通過同一路標(biāo),以此時為計時起點,此后甲質(zhì)點的速度隨時間的變化關(guān)系為,乙質(zhì)點位移隨時間的變化關(guān)系為試求: 兩質(zhì)點何時再次相遇? 兩質(zhì)點再次相遇之前何時相距最遠(yuǎn)?最遠(yuǎn)的距離是多少? 【名師解析】由甲質(zhì)點速度隨時間變化關(guān)系得, 甲做勻變速直線運動,,, 則甲的位移隨時間的變化關(guān)系為: 由乙質(zhì)點位移隨時間變化關(guān)系為: 若甲乙再次相
37、遇,兩者位移相等,則有: 由得,,, 由題意得兩質(zhì)點5s時再次相遇. 由乙質(zhì)點位移隨時間的變化關(guān)系為:, 乙做勻變速直線運動,有:,, 則乙的速度隨時間變化關(guān)系為: 則甲質(zhì)點的速度隨時間的變化關(guān)系為 由題意得當(dāng)兩質(zhì)點速度相等時,兩者相距最遠(yuǎn), 由得, 則兩質(zhì)點兩次相遇之前相距最遠(yuǎn)的距離. 由,代入數(shù)據(jù)得,兩質(zhì)點的最遠(yuǎn)距離為:. 答:(1)兩質(zhì)點5s時再次相遇; (2)兩質(zhì)點再次相遇之前時相距最遠(yuǎn),最遠(yuǎn)距離為.?? 【1年仿真原創(chuàng)】 1.如圖所示,A、B兩物體相距x=7 m,物體A以vA=4 m/s的速度向右勻速運動,而物體B此時的速度vB=10 m/s,
38、只在摩擦力作用下向右做勻減速運動,加速度大小為a=2 m/s2,那么物體A追上物體B所用的時間為( ) A.7 s B.8 s C.9 s D.10 s 【參考答案】B 【名師解析】設(shè)物體B速度減為零的時間為t1,有t1==5 s,在t1=5 s的時間內(nèi),物體B的位移為xB1=25 m,物體A的位移為xA1=20 m,由于xA1<xB1+x,故物體A未追上物體B;5 s后,物體B靜止不動,此時A、B相距Δx=x+xB1-xA1=12 m,還需t2==3 s物體A才能追上物體B,故物體A追上物體B的總時間為t=t1+t2=8 s,選項B正確.
39、 2.汽車正在以10 m/s的速度在平直的公路上勻速前進,在它的正前方x處有一輛自行車以4 m/s的速度做同方向的勻速直線運動,汽車立即關(guān)閉油門做a=-6 m/s2的勻變速運動.若汽車恰好碰不上自行車,則x的大小為( ) A.9.67 m B.3.33 m C.3 m D.7 m 【參考答案】C 【名師解析】設(shè)經(jīng)過t時間汽車的速度和自行車速度相同, 解得t==1 s, t時間內(nèi)汽車的位移x1=t=7 m, 自行車的位移x2=vt=4 m,求得x=x1-x2=3 m,所以選C. 3.甲、乙兩輛車在同一直軌道上向右勻速行駛,
40、甲車的速度為v1=16 m/s,乙車的速度為v2=12 m/s,乙車在甲車的前面。當(dāng)兩車相距L=6 m時,兩車同時開始剎車,從此時開始計時,甲車以a1=2 m/s2的加速度剎車,6 s后立即改做勻速運動,乙車剎車的加速度為a2=1 m/s2。求: (1)從兩車剎車開始計時,甲車第一次追上乙車的時間; (2)兩車相遇的次數(shù); (3)兩車速度相等的時間。 【參考答案】 (1)2 s (2)3次 (3)4 s和8 s 【名師解析】 (1)在甲減速時,設(shè)經(jīng)時間t相遇,甲和乙的加速度分別為a1、a2,位移分別為x1、x2,則有 x1=v1t-a1t2,x2=v2t-a2t2,x1=x2+L
41、 聯(lián)立解得t1=2 s,t2=6 s 即在甲車減速時,相遇兩次,第一次相遇的時間為t1=2 s (2)當(dāng)t2=6 s時,甲車的速度為v1′=v1-a1t2=4 m/s,乙車的速度為v2′=v2-a2t2=6 m/s,甲車的速度小于乙車的速度,但乙車做減速運動,設(shè)再經(jīng)Δt甲追上乙,有v1′Δt=v2′Δt-a2Δt2 解得Δt=4 s 此時乙仍在做減速運動,此解成立 綜合以上分析知,甲、乙兩車共相遇3次。 (3)第一次速度相等的時間為t3,有v1-a1t3=v2-a2t3 解得t3=4 s 甲車勻速運動的速度為4 m/s,第二次速度相等的時間為t4,有v1′=v2-a2t4 解
42、得t4=8 s 4.甲、乙兩輛車在同一直軌道上向右勻速行駛,甲車的速度為v1=16 m/s,乙車的速度為v2=12 m/s,乙車在甲車的前面.當(dāng)兩車相距L=6 m時,兩車同時開始剎車,從此時開始計時,甲車以a1=2 m/s2的加速度剎車,6 s后立即改做勻速運動,乙車剎車的加速度為a2=1 m/s2.求: (1)從兩車剎車開始計時,甲車第一次追上乙車的時間; (2)兩車相遇的次數(shù); (3)兩車速度相等的時間. 【參考答案】(1)2 s (2)3次 (3)4 s和8 s 【名師解析】(1)在甲減速時,設(shè)經(jīng)時間t相遇,甲和乙的位移分別為x1、x2,則有 x1=v1t-a1t2,x2=
43、v2t-a2t2,x1=x2+L 聯(lián)立解得t1=2 s,t2=6 s 即在甲車減速時,相遇兩次,第一次相遇的時間為t1=2 s (2)當(dāng)t2=6 s時,甲車的速度為v1′=v1-a1t2=4 m/s,乙車的速度為v2′=v2-a2t2=6 m/s,甲車的速度小于乙車的速度,但乙車做減速運動,設(shè)再經(jīng)Δt甲追上乙,有 v1′Δt=v2′Δt-a2Δt2 解得Δt=4 s 此時乙仍在做減速運動,此解成立 綜合以上分析知,甲、乙兩車共相遇3次. (3)第一次速度相等的時間為t3,有 v1-a1t3=v2-a2t3 解得t3=4 s 甲車勻速運動的速度為4 m/s,第二次速度相等的
44、時間為t4,有v1′=v2-a2t4 解得t4=8 s 5.現(xiàn)有一輛摩托車先由靜止開始以2.5 m/s2的加速度做勻加速運動,后以最大行駛速度25 m/s勻速行駛,追趕前方以15 m/s的速度同向勻速行駛的卡車.已知摩托車開始運動時與卡車的距離為200 m,則: (1)追上卡車前二者相隔的最大距離是多少? (2)摩托車經(jīng)過多少時間才能追上卡車? 【參考答案】(1)245 m (2)32.5 s 【名師解析】(1)由題意得摩托車勻加速運動最長時間: t1==10 s 此過程的位移: x1==125 m<x0=200 m 所以摩托車在達(dá)到最大速度之前沒有追上卡車. 在追上卡車
45、前當(dāng)二者速度相等時相距最大,設(shè)從開始經(jīng)過t2時間速度相等,最大間距為xm,則v=at2 解得t2==6 s 最大間距xm=(x0+vt2)-at=245 m (2)設(shè)從開始經(jīng)過t時間摩托車追上卡車,則有 +vm(t-t1)=x0+vt 解得t=32.5 s. 6.汽車A以vA=4 m/s的速度向右做勻速直線運動,在其前方相距x0=7 m處以vB=10 m/s的速度同向運動的汽車B正開始剎車做勻減速直線運動,加速度大小a=2 m/s2。從此刻開始計時。求: (1)A追上B前,A、B間的最遠(yuǎn)距離是多少? (2)經(jīng)過多長時間A才能追上B? 【參考答案】(1)16 m (2)8 s 【名師解析】(1)當(dāng)A、B兩汽車速度相等時,兩車間的距離最遠(yuǎn),即vB-at=vA,解得t=3 s 汽車A的位移xA=vAt=12 m 汽車B的位移xB=vBt-at2=21 m 故最遠(yuǎn)距離Δxm=xB+x0-xA=16 m (2)汽車B從開始減速直到靜止經(jīng)歷的時間 t1==5 s 運動的位移xB′==25 m 汽車A在t1時間內(nèi)運動的位移 xA′=vAt1=20 m 此時相距Δx=xB′+x0-xA′=12 m 汽車A需再運動的時間 t2==3 s 故A追上B所用時間t=t1+t2=8 s 21
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