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追击与相遇问题教案概要;三、解题思路(分析三个物理量的联系); 运动轨迹的草图与运动图象 ; 例1.匀减速追匀速
一辆客车在平直公路上以30 m/s的速度行驶,突然发现
正前方40 m处有一货车正以20 m/s的速度沿同一方向匀
速行驶,于是客车立即刹车,以2 m/s2的加速度做匀减速
直线运动,问此后的过程中客车能否会撞到货车上?
解析 在客车追上货车前,当v客>v货时,两车的距离将不
断减少;若v客<v货时,两车的距离将不断增加,故当v客=v货
时,两车的距离最小,因此应研究两车速度相等时是否相
撞.客车做匀减速运动:v客=v0-at,当v客=v货时
即t= s=5s
对货车:x货+L= v货 t + L= 20×5 +40 m =140 m
对客车:x客=v0t- at2=30×5- ×2×5 m=125 m
可见:x货+L>x客,两车不会相撞.
答案 不会相撞;例2.匀减速追匀速
甲火车以4 m/s的速度匀速前进,这时乙火车误入同一轨道,且以20 m/s的速度追向甲车,当乙车司机发现甲车时两车仅相距125 m,乙车立即以1 m/s2的加速度制动.问两车是否会发生碰撞?
解析 设乙车制动t (s)后,v甲=v乙,即v甲=v0-at
代入数据得t=16 s
此时x甲=v甲t=64 m
x乙=v0t- =192 m
因为(x甲+125)m=189 m<x乙=192 m
所以两车将相碰. 答案 两车将相碰;小结 匀减速追匀速的一般规律; 二、匀速追匀减速
例3如图所示,A、B物体相距s=7 m时,A在水平面上以vA=4 m/s 的速度向右匀速运动,物体B此时以vB=10 m/s的初速度向右匀减速运动,加速度a=-2 m/s2,求A追上B所经历的时间.; 解析:设物体B减速至静止的时间为t
由v=vB+at0得t0= s=5s
此过程物体B向前运动的位移:
xB= vBt0= ×10×5 m=25 m
又因A物体5s内前进距离为:
xA=vAt0=20 m
位移关系为xB+7 m>xA。可见,A追上B前,物体B已经静止。
设A追上B经历的时间为t′,则
t′=
答案 8 s;
1. 运动的两物体追及就称为相遇.
2.相向运动的物体,当各自发生的 大小之和等于开始时两物体的距离时,就称为相遇.
3.怎样分析相遇问题?
相遇问题的主要条件是:
两物体在相遇处的位置相同
(1)利用两物体相遇时必处在同一位置,寻找两物体位移间的关系.
注意:两个物体运动时间之间的关系.
(2)寻找问题中隐含的临界条件.
(3)常用联系图象法和相对运动的分析方法.;一.不计反应时间的避碰
例4由于某种错误致使两列车相向行驶在同一轨道上,两车司机同时发现了对方,同时刹车,设两车的行驶速度分别为54 km/h和36 km/h,刹车加速度分别为1.5 m/s2和0.5 m/s2,两司机需在多远处同时发现对方,才不会相碰?
解析 从开始刹车到停止运动两车所行驶的路程分别为
x1= m =75 m
x2= m =100 m
x=x1+x2=175 m
两车需在相隔175 m处刹车才不相碰.;
例5.为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离.已知某高速公路的最高限速为120 km/h。假设前方车辆突然停止,后车司机从发现这一情况开始,经操纵刹车到汽车开始减速所经历的时间为(即反应时间)t=0.5 s,刹车时汽车加速度为4 m/s2.则该段高速公路上汽车间应保持的最小距离是多少?; 解析 在反应时间内,汽车做匀速直线运动,运动的距
离x1为:
x1=v0t= ×0.5 m= m ①
刹车时汽车的加速度的大小
a= 4 m/s2 ②
自刹车到停下汽车运动的距离x2为:
x2= ③
所以汽车的间距至少应为:
x=x1+x2= ④
答案 156 m;追击问题的一题多解;例6一辆汽车在十字路口等候绿灯,当绿灯亮时汽车以3m/s2的加速度开始加速行驶,恰在这时一辆自行车以6m/s的速度匀速从后边超过汽车。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? ;方法一:公式法;方法二:图象法;方法三:二次函数极值法;方法四:相对运动法;
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