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2024 高考物理一轮复习100 考点100 讲
第一章 直线运动
第1.5 讲 追及和相遇
【学科素养解读】
【考点知识精讲】
追及和相遇问题研究的是两物体能否同时到达空间的某一位置。对于沿直
线相向运动的物体,当两者发生的位移之和等于开始时两物体之间的距离时即
相遇;对于同向运动的物体,两者速度相等是能够追上、追不上或者两者距离
有极值的条件。
【方法归纳】
1.解答追及和相遇问题的三种方法
情境分
析法
抓住“两物体能否同时到达空间某位置”这一关键,认真审题,挖掘题目中的隐
含条件,建立一幅物体运动关系的情境图
函数判
断法
设相遇时间为t,根据条件列方程,得到关于位移x 与时间t 的函数关系,由此判
断两物体追及或相遇情况
图象分
析法
将两个物体运动的速度—时间关系或位移—时间关系画在同一图象中,然后利用
图象分析求解相关问题
2.情境分析法的基本思路
1
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【典例分析】
【典例1】 汽车A 以vA=4 m/s 的速度向右做匀速直线运动,发现前方相距x0=7 m
处、以vB=10 m/s 的速度同向运动的汽车B 正开始匀减速刹车直到静止后保持不动,其刹
车的加速度大小a=2 m/s2。从此刻开始计时。求:
(1)A 追上B 前,A、B 间的最远距离是多少。
(2)经过多长时间A 恰好追上B。
[解题指导] 汽车A 和B 的运动过程如图所示。
[解析] (1)当A、B 两汽车速度相等时,两车间的距离最远,即v=vB-at=vA,解得t
=3 s
此时汽车A 的位移
xA=vAt=12 m
2
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汽车B 的位移xB=vBt-at2=21 m
故最远距离Δxmax=xB+x0-xA=16 m。
(2)汽车B 从开始减速直到静止经历的时间
t1==5 s
运动的位移xB′==25 m
汽车A 在t1时间内运动的位移
xA′=vAt1=20 m
此时相距Δx=xB′+x0-xA′=12 m
汽车A 需再运动的时间
t2==3 s
故A 追上B 所用时间
t 总=t1+t2=8 s。
[答案] (1)16 m (2)8 s
[拓展延伸]
(1)若某同学应用关系式vBt-at2+x0=vAt 解得经过t=7 s(另解舍去)时A 恰好追上B。
这个结果合理吗?为什么?
(2)若汽车A 以vA=4 m/s 的速度向左匀速运动,其后方相距x0=7 m 处,以vB=10
m/s 的速度同方向运动的汽车B 正向左开始匀减速刹车直到静止后保持不动,其刹车的加
速度大小为a=2 m/s2,则经过多长时间两车恰好相遇?
提示:(1)这个结果不合理,因为汽车B 运动的时间最长为t==5 s<7 s,说明汽车A
追上B 时汽车B 已停止运动。
(2)可由位移关系式:vBt-at2=x0+vAt,解得t1=(3-)s,t2=(3+)s。
例题及拓展延伸旨在培养考生“贴合实际、全面分析”运动学问题的思维习惯:
(1)如匀速运动的物体追匀减速运动的物体时,注意判断追上时被追的物体是否已停止。
(2)匀减速运动的物体追匀速运动的物体时,有追不上、恰好追上、相撞或相遇两次等
多种可能。
【典例2】在水平轨道上有两列火车A 和B 相距s,A 车在后面做初速度为v0、加速度
大小为2a 的匀减速直线运动,而B 车同时做初速度为零、加速度为a 的匀加速直线运动,
两车运动方向相同。要使两车不相撞,求A 车的初速度v0满足什么条件。
解析:要使两车不相撞,A 车追上B 车时其速度只能与B 车相等。设A、B 两车从相
3
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距s 到A 车追上B 车时,A 车的位移为sA、末速度为vA、所用时间为t,B 车的位移为sB、
末速度为vB,两者的运动过程如图所示,现用三种方法解答如下:
法一 情境分析法
利用位移公式、速度公式求解
对A 车有sA=v0t+×(-2a)×t2
vA=v0+(-2a)×t
对B 车有sB=at2,vB=at
对两车有s=sA-sB
追上时,两车不相撞的临界条件是vA=vB
联立以上各式解得v0=
故要使两车不相撞,A 车的初速度v0应满足的条件是v0<。
法二 函数判断法
利用判别式求解,由法一可知
sA=s+sB,即v0t+×(-2a)×t2=s+at2
整理得3at2-2v0t+2s=0
这是一个关于时间t 的一元二次方程,当根的判别式Δ=(-2v0)2-4×3a×2s<0 时,t
无实数解,即两车不相撞,所以要使两车不相撞,A 车的初速度v0应满足的条件是v0<。
法三 图象分析法
利用速度—时间图象求解,先作A、B 两车的速度—时间图象,
其图象如图所示,设经过t′时间两车刚好不相撞,则对A 车有vA=v′
=v0-2at′
对B 车有vB=v′=at′
以上两式联立解得t′=
经t′时间两车发生的位移大小之差,即原来两车间的距离s,它可用图中的阴影面积表
示,由图象可知
s=v0·t′=v0·=
所以要使两车不相撞,A 车的初速度v0应满足的条件是v0<。
答案:v0<
4
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【高考真题精练】
1.(2019 年4 月浙江选考)甲、乙两物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运
动,位移-时间图象如图所示,则在0~t1时间内
A. 甲的速度总比乙大
B. 甲、乙位移相同
C. 甲经过的路程比乙小
D. 甲、乙均做加速运动
【参考答案】B
【名师解析】
因x-t 图像的斜率等于速度,可知在0~t1时间内开始时甲的速度大于乙,后来乙的速
度大于甲,选项A 错误;由图像可知在0~t1时间内甲、乙位移相同,选项B 正确;甲乙
均向同方向做直线运动,则甲乙的路程相同,选项C 错误;由斜率等于速度可知,甲做匀
速运动,乙做加速运动,选项D 错误。.
2.(2018 全国理综II)甲、乙两汽车同一条平直公路上同向运动,其速度—时间图像分
别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在t2时刻并排行驶,下列说法正确的是
A.两车在t1时刻也并排行驶
B.t1时刻甲车在后,乙车在前
C.甲车的加速度大小先增大后减小
D.乙车的加速度大小先减小后增大
【参考答案】.BD
5
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【命题意图】 本题考查速度图像及其相关的知识点。
【解题思路】根据v—t 图象的面积表示位移可知,已知两车在t2时刻并排行驶,利用逆向
思维并借助于v—t 图象面积等于位移可知在t1时刻甲车在后,乙车在前,选项A 错误B 正
确;根据速度图像斜率表示加速度可知甲车的加速度大小先减小后增大,乙车的加速度大
小先减小后增大,选项C 错误D 正确。
3.(2018 高考全国理综III)甲乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动,
乙做匀速直线运动。甲乙两车的位置x 随时间t 的变化如图所示。下列说法正确的是
A.在t1时刻两车速度相等
B.从0 到t1时间内,两车走过的路程相等
C.从t1到t2时间内,两车走过的路程相等
D.从t1到t2时间内的某时刻,两车速度相等
【参考答案】CD
【命题意图】本题考查对位移图像的理解及其相关的知识点。
【解题思路】根据位移图象的物理意义可知,在t1 时刻两车的位置相同,速度不相等,乙
车的速度大于甲车的速度,选项A 错误;从0 到t1 时间内,乙车走过的路程大于甲车,选
项B 错误;从t1到t2时间内,两车都是从x1 位置走到x2 位置,两车走过的路程相等,选
项C 正确;根据位移图像的斜率等于速度可知,从t1到t2时间内的某时刻,两车速度相等,
选项D 正确。
4. (2021 年6 月浙江选考物理) 机动车礼让行人是一种文明行为。如图所示,质量
的汽车以
的速度在水平路面上匀速行驶,在距离斑马线
6
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处,驾驶员发现小朋友排着长
的队伍从斑马线一端开始通过,立即刹车,
最终恰好停在斑马线前。假设汽车在刹车过程中所受阻力不变,且忽略驾驶员反应时间。
(1)求开始刹车到汽车停止所用的时间和所受阻力的大小;
(2)若路面宽
,小朋友行走的速度
,求汽车在斑马线前等待小朋友
全部通过所需的时间;
(3)假设驾驶员以
超速行驶,在距离斑马线
处立即刹车,求汽车到
斑马线时的速度。
【参考答案】(1)
,
;(2)20s;(3)
【名师解析】
(1)根据平均速度
解得刹车时间
刹车加速度
根据牛顿第二定律
解得
(2)小朋友过时间
等待时间
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(3)根据
解得
【名师点评】本题以机动车礼让行人为情景,考查牛顿运动定律、匀变速直线运动规律
及其相关知识点。
【最新模拟题精选】
1.. (2022 山西临汾模拟)第24 届冬季奥林匹克运动会将于2022 年2 月
日在北京和
张家口联合举行,这是中国历史上第一次举办冬季奥运会。冬奥会主要是滑雪、滑冰项目。
甲、乙两名短道速滑运动员在某次训练时的速度一时间图像如图所示,则下列说法正确的
是( )
A.
时刻,甲、乙速度大小相等,方向相反
B.
时刻,甲、乙的加速度方向相反
C. 甲、乙在
、
时刻两次相遇
D.
时间内,甲的位移大于乙的位移
【参考答案】B
【名师解析】
时刻,两图像相交,说明甲、乙速度大小相等,方向相同,故A 错误;根据
图像的
斜率表示加速度,斜率的正负表示加速度方向,知
时刻,甲、乙的加速度方向相反,故
B 正确;甲、乙在
、
时刻两次速度相等,但不一定两次相遇,故C 错误;根据
图
8
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像与时间轴所围
面积表示位移,知
时间内,甲的位移小于乙的位移,故D 错误。
2. (2022山西太原二模)在同一条平直公路上行驶的甲、乙两车,其
-t 图像分别如
图所示。t=0 时两车在同一位置,t2时刻两车相遇,则在0~t2时间内( )
A. t0时刻两车相距最远
B. t1时刻两车相距最远
C. t1时刻甲车的运动方向发生改变
D. t0-t1时间内两车间的距离越来越大
【参考答案】A
【名师解析】t0时刻之前甲车的速度大于乙车,两车间距逐渐增加,当t0时刻之后甲车的速
度小于乙车,两车间距逐渐减小,可知t0时刻两车相距最远,t0-t1时间内两车间的距离越来
越小,选项A 正确,BD 错误; t1时刻前后甲车的速度均为正值,则该时刻甲车的运动方
向没有发生改变,选项C 错误。
3. (2022 河南南阳一中质检)挥杆套马是我国蒙古传统体育项目,烈马从骑手身边奔驰
而过时,骑手持6m 长的套马杆,由静止开始催马追赶,二者的
图像如图所示,则(
)
A. 0~4s 内骑手靠近烈马
B. 6s 时刻骑手刚好追上烈马
C. 在0~4s 内烈马的平均速度大于骑手的平均速度
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D. 0~6s 内骑手的加速度大于8~9s 内烈马的加速度
【参考答案】C
【名师解析】
v-t 图像图线与坐标轴所围的面积表示位移,骑手与烈马在t=0 时并排运动,通过图线在
0~4s 内所围的面积可以看出4s 内烈马位移大于骑手位移,所以4s 末烈马与骑手间距离在
增大,0~6s 内烈马位移还是大于骑手的位移,说明6s 末烈马仍在前方,故AB 错误;根据
,结合A 选项分析可知在0~4s 内烈马的平均速度大于骑手的平均速度,故C 正确;
由加速度定义式
知8~9s 内烈马加速度
0~6s 内骑手
加速度
,故D 错误。
4.(2022 广东佛山重点高中质检) 2021 年4 月5 日配备华为自动驾驶技术的北汽新能源极
狐阿尔法S 的HI 车型在上海公开试乘。据悉,该车型在红绿灯启停、无保护左转、避让路
口车辆、礼让行人、变道等方面都能无干预自动驾驶。某次试乘时,甲、乙两车同时从同
一位置出发,沿着同一平直路面行驶,它们的速度随时间t 变化的图像如下图所示。下列
说法正确的是( )
A.
时间内,甲车的加速度一直减小
B.
时间内,两车间的距离先增大后减小
C.
时间内,甲车先沿正方向运动,再沿负方向运动
D.
时间内,甲车的平均速度大于乙车的平均速度
【参考答案】.D
【名师解析】.由于v—t 图像的斜率代表加速度,则由题图可看出,图线甲的斜率先减小
后反向增大,A 错误;由题图可看出在0 ~ t1时间内乙的速度一直大于甲的速度,又根据
题知甲、乙两车同时从同一位置出发,则二者距离先增大,且在t1时刻最大,t1后甲的速度
大于乙的速度则二者越来越近最后相遇,但甲的速度依然大于乙的速度则二者的距离再增
大,到t2时又有新的最大,t2后乙的速度再次大于甲的速度二者距离又越来越小,后再次相
遇,但乙的速度还是大于甲的速度二者则越来越远,B 错误;运动方向由速度的正负表示,
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横轴下方速度为负值,横轴上方速度为正值,
时间内,甲车的速度一直在t 轴上方,
则甲车一直沿正方向运动,C 错误;.根据平均速度的计算公式有
,由于v—t 图像
的面积代表位移,则在t1—t2时间内x 甲 > x 乙,则甲车的平均速度大于乙车的平均速度,D
正确。
5.(12 分)(2021 河北保定重点高中下学期期末)2020 年是不平凡的一年,新冠疫情爆发
期间,各地积极筹备物资支援疫情灾区,某地一运送物资的货车在笔直的公路上以
的速度匀速行驶,途中不慎掉落一包物资。后方一轿车发现并捡起物资,启动
汽车的同时鸣笛示警,并用最短时间追赶货车,此时货车在其前方
处,货车司
机在轿车鸣笛后经
开始制动刹车,最终两车停在同一地点完成交接。已知货车刹车
的加速度大小为a1=1.5m/s2,轿车启动和刹车的加速度大小均为a=2m/s2,该路段所允许的
最大速度为
。轿车鸣笛示警到追上货车的过程中,求:
(1)货车运动的距离;
(2)轿车运动的时间;
(3)轿车与货车的最远距离。
17.【参考答案】(1)135m;(2)31.75s;(3)351m
【名师解析】:(1)货车匀速运动的位移
(1 分)
得
货车刹车过程的位移为
,由
(1 分)
则货车运动的距离为
(1 分)
(2)轿车先匀加速运动至最大速度
,再以
匀速运动最后刹车匀减速运动用时
最短
由于轿车启动的加速度大小与减速阶段加速度大小相等,则匀加速运动时间
与匀减速运
动时间
相等,由
(1 分)
得
轿车匀加速与匀减速运动阶段运动的距离相等,由
(1 分)
得
匀速运动的时间为
,则
(2 分)
得
(1 分)
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(3)当轿车速度与货车速度相等时,两车距离最大。设轿车经时间
与货车速度相等,共同
的速度为
,则
(1 分)
得
,
此时轿车前进距离
(1 分)
得
货车前进距离
(1 分)
得
轿车与货车相距
(1 分)
6.[2021·衡水模拟](20 分)货车A 正在该公路上以20 m/s 的速度匀速行驶,
因疲劳驾驶司机注意力不集中,当司机发现正前方有一辆静止的轿车B 时,两
车距离仅有64 m.
(1)若此时B 车立即以2 m/s2的加速度启动,通过计算判断:如果A 车司机
没有刹车,是否会撞上B 车;若不相撞,求两车相距最近时的距离;若相撞,
求出从A 车发现B 车开始到撞上B 车的时间.
(2)若A 车司机发现B 车,立即刹车(不计反应时间)做匀减速直线运动,加
速度大小为2 m/s2(两车均视为质点),为避免碰撞,在A 车刹车的同时,B 车立
即做匀加速直线运动(不计反应时间),问:B 车加速度a2至少多大才能避免事
故.(这段公路很窄,无法靠边让道)
【名师解析】
(1)当两车速度相等时,所用时间为
t0==10 s (2 分)
在此10 s 内A 车的位移为
xA=vAt0=20×10 m=200 m (2 分)
B 车的位移为xB=at=×2×102 m=100 m (2 分)
此时A、B 两车间的位移差为
Δx=xA-xB=100 m>64 m (2 分)
所以两车必定相撞.
设两车相撞的时间为t,
则相撞时有vAt-at2=64 m (2 分)
代入数据解得t=4 s(另一根不合题意舍去)
所以A 车撞上B 车的时间为4 s.(2 分)
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(2)已知A 车的加速度aA=-2 m/s2,
初速度vA=20 m/s
设B 车的加速度为a2,B 车运动经过时间为t′,
两车相遇时,则有
vAt′+aAt′2=a2t′2+L(2 分)
代入数据有t′2-20t′+64=0(2 分)
要避免相撞,则上式无实数解,
根据数学关系知,a2>1.125 m/s2(2 分)
所以B 的加速度的最小值为1.125 m/s2(2 分)
7.在平直路面上,某时刻甲、乙两辆可视为质点的小车相距为
,甲在前,乙在后,
两车沿同方向做直线运动,以乙车所在位置为坐标原点,沿运动方向建立坐标轴,从该时
刻开始,两车速度的平方
随其位置坐标x 的变化图像如图所示。两车分别搭载信号发射
和接收系统进行实时通信,当两车间的距离超过
时,就无法进行实时通信。求:
(1)甲、乙两小车的加速度大小;
(2)乙追上甲之前两车的最大间距;
(3)乙追上甲之前两车能实时通信的总时间(结果可用根号表示)。
【参考答案】.(1)
;
;(2)
;(3)
【名师解析】
(1)由图可知
随x 的变化关系为一次函数,故甲、乙两车均做匀变速直线运动
根据
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分别代入数据可得甲的初速度
加速度
乙的初速度为0,加速度
(2)设当经过
时间两车速度大小相等,此时两车相距最远
即
解得
甲、乙两车在相遇前的最大距离为
解得
(3)设经过时间
两车相遇,则有
解得
(舍去负根
)
设经过时间t 两车相距为
,则有
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解得
甲、乙两车在相遇前能通信的时间为0~2s 和
,共
8. 现有甲、乙两汽车正沿同一平直道路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶的
速度均为10 m/s.当两车快要到一十字路口时,甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯,于是紧
急刹车(反应时间忽略不计),乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车,但乙车司机反应
较慢(反应时间为t0=0.5 s).已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.4 倍,乙车紧急刹车时
制动力为车重的0.6 倍,g=10 m/s2,假设汽车可看成质点.
(1)若甲车司机看到黄灯时车头距警戒线15 m,他采取上述措施能否避免闯红灯?
(2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车在正常行驶过程中应至少保持多大距
离?
【名师解析】
(1)根据牛顿第二定律,甲车紧急刹车的加速度大小为a1===4 m/s2.
甲车停下来所需时间为
t1== s=2.5 s,
滑行距离x== m=12.5 m,
由于x=12.5 m<15 m,
可见甲车司机刹车后能避免闯红灯.
(2)乙车紧急刹车的加速度大小为a2===6 m/s2,刹车过程中,两车速度相等时处于同一
位置,即为恰好不相撞的条件.
设甲、乙两车行驶过程中至少应保持距离x0,在乙车刹车t2时间后两车的速度相等,
其运动关系如图所示,
则有速度关系v0-a1(t2+t0)=v0-a2t2,v=v0-a2t2
位移关系v0t0+=x0+
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解得x0=1.5 m.
9.平直高速公路上,一辆大货车以20 m/s 的速度违规行驶在快速道上,另有一辆
SUV 小汽车以32 m/s 的速度随其后并逐渐接近。大货车的制动性能较差,刹车时的加速
度保持在4 m/s2,而SUV 小汽车配备有ABS 防抱死刹车系统,刹车时能使汽车的加速度
保持在8 m/s2。若前方大货车突然紧急刹车,SUV 小汽车司机的反应时间是0.50 s,为了
避免发生追尾事故,SUV 小汽车和大货车之间至少应保留多大的距离?
【名师解析】:设SUV 小汽车的初速度为v1,加速度为a1,司机的反应时间为t0;大
货车的初速度为v2,加速度为a2。在司机的反应时间里SUV 小汽车的行驶距离x1=v1t0
若恰好不发生追尾,则此时两车速度相等,设为v,有
v=v1+a1(t-t0)
v=v2+a2t
两车刹车时的加速度分别是
a1=-8 m/s2
a2=-4 m/s2
代入数据,联立得两车恰好不发生追尾所用时间t=4 s
此段时间内,两车行驶距离分别为
s1=x1+v1t+a1t2=80 m
s2=v2t+a2t2=48 m
则两车之间不发生追尾的最小距离为
Δs=s1-s2=32 m。
10.一条平直公路上的甲、乙两站相距x=900 m,一辆公交车从甲站启动驶向乙站,
公交车先做匀加速运动,速度到达v1=15 m/s 后匀速行驶,距乙站x1=30 m 时刹车做匀
减速运动,恰好停在乙站。公交车从甲站出发时,一辆电动车在其前方x2=230 m 处以v2
=10 m/s 的速度沿公路驶向乙站,两车同时到达乙站。求:
(1)公交车刹车的时间;
(2)公交车加速的加速度大小;
(3)公交车与电动车第一次相遇点到乙站的距离。
【名师解析】:(1)设公交车刹车的时间为t1,则有x1=t1
代入数据解得t1=4 s。
(2)电动车到乙站所用的时间为
t== s=67 s
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由题意可知,公交车从甲站到乙站的时间也为67 s,则汽车匀加速的时间t2与匀速的
时间t3之和为
t2+t3=t-t1=63 s
对公交车匀加速与匀速阶段有
+v1t3=x-x1
联立解得t2=10 s,t3=53 s
则公交车加速的加速度大小
a== m/s2=1.5 m/s2。
(3)设公交车匀速t4时间与电动车第一次相遇,则有+v1t4=x2+v2(t2+t4)
解得t4=51 s
则公交车运动的距离为
x4=+v1t4=m=840 m
此时公交车离乙站的距离为
Δx=x-x4=60 m。
【参考答案】:(1)4 s (2)1.5 m/s2 (3)60 m
11.现有甲、乙两汽车正沿同一平直道路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶
的速度均为10 m/s.当两车快要到一十字路口时,甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯,于是
紧急刹车(反应时间忽略不计),乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车,但乙车司机反
应较慢(反应时间为t0=0.5 s).已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.4 倍,乙车紧急刹车
时制动力为车重的0.6 倍,g=10 m/s2,假设汽车可看成质点.
(1)若甲车司机看到黄灯时车头距警戒线15 m,他采取上述措施能否避免闯红灯?
(2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车在正常行驶过程中应至少保持多大距
离?
【名师解析】 (1)根据牛顿第二定律,甲车紧急刹车的加速度大小为a1===4 m/s2.
甲车停下来所需时间为
t1== s=2.5 s,
滑行距离x== m=12.5 m,
由于x=12.5 m<15 m,
可见甲车司机刹车后能避免闯红灯.
(2)乙车紧急刹车的加速度大小为a2===6 m/s2,刹车过程中,两车速度相等时处于同一
位置,即为恰好不相撞的条件.
设甲、乙两车行驶过程中至少应保持距离x0,在乙车刹车t2时间后两车的速度相等,
其运动关系如图所示,
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则有速度关系v0-a1(t2+t0)=v0-a2t2,v=v0-a2t2
位移关系v0t0+=x0+
解得x0=1.5 m.
12.一条平直公路上的甲、乙两站相距x=900 m,一辆公交车从甲站启动驶向乙站,
公交车先做匀加速运动,速度到达v1=15 m/s 后匀速行驶,距乙站x1=30 m 时刹车做匀
减速运动,恰好停在乙站。公交车从甲站出发时,一辆电动车在其前方x2=230 m 处以v2
=10 m/s 的速度沿公路驶向乙站,两车同时到达乙站。求:
(1)公交车刹车的时间;
(2)公交车加速的加速度大小;
(3)公交车与电动车第一次相遇点到乙站的距离。
【名师解析】:(1)设公交车刹车的时间为t1,则有x1=t1
代入数据解得t1=4 s。
(2)电动车到乙站所用的时间为
t== s=67 s
由题意可知,公交车从甲站到乙站的时间也为67 s,则汽车匀加速的时间t2与匀速的
时间t3之和为
t2+t3=t-t1=63 s
对公交车匀加速与匀速阶段有
+v1t3=x-x1
联立解得t2=10 s,t3=53 s
则公交车加速的加速度大小
a== m/s2=1.5 m/s2。
(3)设公交车匀速t4时间与电动车第一次相遇,则有+v1t4=x2+v2(t2+t4)
解得t4=51 s
则公交车运动的距离为
x4=+v1t4=m=840 m
此时公交车离乙站的距离为
Δx=x-x4=60 m。
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答案:(1)4 s (2)1.5 m/s2 (3)60 m
13. 足球比赛中,经常使用“边路突破,下底传中”的战术,即攻方队员带球沿边线前进,到底
线附近进行传中.某足球场长90m、宽60m.攻方前锋在中线处将足球沿边线向前踢出,足球
的运动可视为在地面上做初速度为12m/s 的匀减速直线运动,加速度大小为2m/s2.。试求:
(1)足球从开始做匀减速运动到停下来的位移为多大?
(2)足球开始做匀减速直线运动的同时,该前锋队员沿边线向前追赶足球.他的启动过程可以
视为初速度为0,加速度为2m/s2的匀加速直线运动,他能达到的最大速度为8m/s.该前锋队
员至少经过多长时间能追上足球?
【思路分析】(1)根据速度时间公式求出足球匀减速直线运动的时间,从而根据平均速度公式
求出足球的位移.
(2)根据速度时间公式求出运动员达到最大速度的时间和位移,然后运动员做匀速直线运动,
结合位移关系求出追及的时间.
【名师解析】:(1)已知足球的初速度为v1=12m/s,加速度大小为: a1=2m/s2
足球做匀减速运动的时间为:
.
运动位移为:
.
(2)已知前锋队员的加速度为a2=2m/s2,,最大速度为v2=8m/s,前锋队员做匀加速运动达到最
大速度的时间和位移分别为:
.
.
之后前锋队员做匀速直线运动,到足球停止运动时,其位移为:
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x3=v2(t1
t2)=8×2m=16m.
﹣
由于x2+x3<x,,故足球停止运动时,前锋队员没有追上足球,然后前锋队员继续以最大速度
匀速运动追赶足球,由匀速运动公式得
x1
(x
﹣
2+x3)=v2t3,
代入数据解得:t3=0.5s.
前锋队员追上足球的时间t=t1+t3=6.5s.
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