文档文本内容
高考易错点解读和针对训练
运动描述和直线运动
易错点9 追及和相遇
易错点解读
1.速度小者追速度大者
追及类
型
图像描述
相关结论
匀加速
追匀速
设x0为开始时两物体间的距离,则应有下列结论:
①t=t0以前,后面物体与前面物体间的距离增大
②t=t0时,两物体相距最远,为x0+Δx
③t=t0以后,后面物体与前面物体间的距离减小
④一定能追上且只能相遇一次
匀速追
匀减速
匀加速
追
匀减速
可概括为“一个临界条件”“两个关系”。
(1)一个临界条件:速度相等。它往往是物体间能否追上或(两者)距离最大、最小的临界条件,
也是分析判断问题的切入点。
(2)两个关系:时间关系和位移关系,通过画草图找出两物体运动的时间关系和位移关系是解
题的突破口。
2.速度大者追速度小者
追及
类型
图像描述
相关结论
匀减
速追
匀速
设x0为开始时两物体间的距离,开始追赶时,后面物体与前面物
体间的距离在减小,当两物体速度相等时,即t=t0时刻:
①若Δx=x0,则恰能追上,两物体只能相遇一次,这也是避免相撞
的临界条件
②若Δx<x0,则不能追上,此时两物体间距离最小,为x0-Δx
③若Δx>x0,则相遇两次,设t1时刻两物体第一次相遇,则t2=2t0-t1
时刻两物体第二次相遇
匀速
追匀
加速
匀减
速追
匀加
速
【典例剖析】
【典例1】(2023·广东佛山市第一中学模拟)滑雪运动是2022 年北京冬季奥运会主要的
比赛项目。如图所示,水平滑道上运动员A、B 间距
。运动员A 以速度
向前匀速运动。同时运动员B 以初速度
向前匀减速运动,加速度的
大小
,运动员A 在运动员B 继续运动
后追上运动员B,则
的大小为(
)
A. 4 m
B. 10 m
C. 16 m
D. 20 m
【答案】C
【易错分析】运动员A、B 距离最大的临界条件是速度相等
【解析】运动员B 做匀减速直线运动,速度减为零的时间为
此时运动员A 的位移为
运动员B 的位移为
因为
即运动员B 速度减少为零时,运动员A 还未追上运动员B,则运动员A 在运动员B 停下来
的位置追上运动员B,即
,故C 正确,ABD 错误。
【典例2】两辆汽车在同一直道上以相等的速度v0做同向直线运动,某时刻前车突然熄火
做加速度大小为a1的匀减速运动,后车司机经△t时间后刹车,以大小为a2的加速度做匀减
速运动,结果两车同时停下且没有发生碰撞,则在前车熄火前,两车正常行驶时之间距离
至少是()
A. v0△t
2
B. v0△t
C. v0
2
2 ( 1
a1
+ 1
a2
)
D. v0
2
2 ( 1
a1
−1
a2
)
【易错分析】物体B 追赶物体A:开始时,两个物体相距x0,到vA=vB时,若xA+x0<xB,则能追上;
若xA+x0=xB,则恰好能追上但不相撞;若xA+x0>xB,则不能追上。
【解析】前车减速到零所需时间为:t1= v0
a1
,减速通过的位移为:x1= v0
2
2a1
后车在Δt时间内通过的位移为x' = v0 Δt,后车减速到零经历的时间为:t2= v0
a2
,
减速通过的位移为:x2= v0
2
2a2
由于两车同时停下且没有发生碰撞,故t1−Δt =t2,
x' + x2= x1+ s0联立解得,在前车熄火前,两车正常行驶时之间距离至少是:s0= v0 Δt
2
或
v0
2
2 ( 1
a1
−1
a2
),故AD 正确,BC 错误。故选AD。
【答案】AD
【典例3】(2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考模拟预测)某次导弹试射演习中,歼-16
战斗机瞄准了前方同一直线上同方向匀速飞行的无人靶机。当两者距离
时,歼-16
战斗机以
的对地速度发射一枚导弹,控制导弹立即沿水平方向做
的
匀加速直线运动,在
时击中无人靶机并将其击落。
(1)求无人靶机被击中前飞行速度大小;
(2)在(1)的条件下,若无人靶机在导弹发射1s 后接收到信号指令开始做匀加速直线运
动逃脱,加速度为
,求该过程中,导弹与无人靶机的最大距离。
【答案】(1)300m/s;(2)6260m
【易错分析】导弹的速度与无人靶机距离最大的临界条件是速度相等
【解析】(1)L=6km=6000m
20s 内导弹的位移为
无人靶机被击中前飞行速度大小为
(2)当导弹的速度与无人靶机的速度相等时,距离最大,设时间为t1,有
代入数据解得
导弹的位移为
无人靶机的位移为
导弹与无人靶机的最大距离为
【针对性训练】
1.(2025·宁夏石嘴山模拟预测)甲、乙两车在同一条直道上行驶,它们运动的x-t 图像如
图所示,已知甲车做初速度为零的匀变速直线运动,则( )
A.甲车的加速度大小为1 m/s2
B.t=6 s 时,两车相距44 m
C.两车相遇时,两车速率相等
D.x-t 图像中t0=7 s
答案 B
解析: 甲车做初速度为零的匀变速直线运动,则有x=1
2at2,结合x-t 图像可得甲车的加
速度大小为a=2 x
t
2 =2×(64-48)
4
2
m/s2=2 m/s2,故A 错误;由x-t 图像可知,t=4
s 时两车相遇,此时甲车的速度大小为v 甲=at=8 m/s,乙车的速度大小为v 乙=48
4 m/s=
12 m/s,故C 错误;0~6 s 内,甲车通过的位移大小为x 甲=1
2at2=1
2×2×62 m=36 m,
乙车通过的位移大小为x 乙=v 乙t=12×6 m=72 m,则t=6 s 时,两车相距Δx'=72 m-
(64-36)m=44 m,故B 正确;对甲车,有x 甲'=1
2at0
2=64 m,解得t0=8 s,故D 错
误。
2.(2023·重庆·统考模拟预测)如图所示,某足球场长
。10 号队员在中线处将足球
沿边线向前踢出,足球的运动可视为在地面上做初速度
、加速度
的匀
减速直线运动;踢出足球的同时,10 号队员沿边线向前追赶足球。他的启动过程可以视为
初速度
、加速度为
的匀加速直线运动,若他能达到的最大速度
。
求:
(1)足球从开始做匀减速运动到停下来的位移x;
(2)10 号队员追上足球至少经过多长时间t。
【答案】(1)
;(2)
【解析】(1)设足球从开始到停下来的时间为
,由运动学规律,有
,
解得
(2)设10 号队员做匀加速直线运动达到最大速度的时间为
、位移为
,以最大速度做
匀速直线运动到足球停止运动发生的位移为
,由运动学规律,有
,
,
解得
可知,足球停止运动时10 号队员没有追上足球,然后继续以最大速度匀速运动追赶足球,
则有
,
解得
3.2021 年7 月,云南的亚洲象北上引发人们关注,有关部门已采取措施引导象群返回了
原栖息地。象群经过某一平直路段时,一小象因贪玩落后象群里的象妈妈
处时才察觉,
于是小象立刻由静止开始以大小为
的加速度追赶象妈妈。若象妈妈以大小为
的
速度匀速前行,小象达到最大速度
后的速度保持不变。下列说法正确的是( )
A.从小象开始追赶象妈妈起,经
它们相距最远
B.小象追赶象妈妈的过程中,与象妈妈的最远距离为
C.从小象开始追赶象妈妈起,经
小象追上象妈妈
D.小象追赶象妈妈过程中的位移大小为
【答案】D
【解析】从小象开始追赶象妈妈,当速度相等时它们相聚最远,则有
,A 错误;与象妈妈的最远距离为
B 错误;小象在四秒时达到最大速度
,则小象追上象妈妈满足位移关系
四秒时小象的位移只有8m,故小象追上象妈妈时一定达到了最大速度,故
,经
小象追上象妈妈,C 错误;小象追赶象妈妈过
程中的位移大小为
,D 正确。
4. 在赣州市南河大桥扩建工程中,双向桥梁已完成了某一通车方向的建设,为保持双向车
辆正常通行,临时将其改成双向车道。如图所示,引桥与桥面对接处,有两车道合并一车
道的对接口,
、B 两车相距
时,B 车正以
速度匀速行驶,
车正以
的速度借道超越同向行驶的B 车,此时
车司机发现前方距离车头
处
的并道对接口,
、B 两车长度均为
,且不考虑
车变道过程的影响。
(1)若
车司机放弃超车,而立即驶入与B 车相同的行驶车道,
车至少以多大的加速
度刹车匀减速,才能避免与B 车相撞。
(2)若
车司机加速超车,
车
最大加速度为
,请通过计算分析
车能否
实现安全超车。
【答案】(1)
;(2)不能安全超车,详见解析
【解析】(1)A 车减速到与B 车同速时,若恰未与B 车相碰,则A 车将不会与B 车相碰,
设经历的时间为t,则
A 车位移
①
B 车位移
②
③
由①②③式联立解得t=
s
则A 车与B 车不相碰,刹车时的最小加速度大小
(2)设A 车加速t2时间后车尾到达B 车车头,则
解得t2=2s
在此时间内,A 车向前运动了
计算可得
说明在离并道对接口16m 的距离上以3m/s2的加速度加速不能实现安全超车。
5 (2023·江西赣州市模拟)(2023·河北沧州·统考一模)在某次军事演习中,歼击机以
的恒定速度追击前面同一直线上匀速飞行的无人靶机。当两者相距
时;歼击机发射一枚导弹,导弹脱离歼击机后沿水平方向做加速度为
的匀加速
直线运动,
时击中无人靶机并将其击落。已知发射导弹的时间不计,发射导弹对歼
击机速度无影响。求:
(1)无人靶机被击中前飞行的速度大小;
(2)导弹飞行过程中与无人靶机的最大距离;
(3)若导弹击中无人靶机后,歼击机须尽快到达无人靶机被击落的空中位置且要求歼击机
到达时速度为零继而悬停在空中。已知歼击机以最大加速度加速
后达到最大速度
,且歼击机加速和减速过程最大加速度大小相等,忽略歼击机从发现导弹击中
无人靶机到开始加速的反应时间,求从导弹击中无人靶机至歼击机到达无人靶机所在位置
的最短时间。(结果保留3 位有效数字)
【答案】(1)
;(2)
;(3)
【解析】(1)根据题意,设靶机速度为
,则有
解得
(2)设导弹被发射后经
时间与无人靶机速度相等,此时二者间距最大,则有
解得
最大距离为
解得
(3)导弹击中靶机时,歼击机与无人靶机的距离为
经分析可知,导弹击中靶机后,歼击机须先做匀加速直线运动,达到最大速度后再以最大
速度做匀速直线运动,最后做匀减速直线运动,且到达歼击机所在位置时的速度为零。设
歼击机的最大加速度为
歼击机做匀加速直线运动的位移大小为
歼击机做匀减速直线运动的时间和位移大小分别为
歼击机做匀速直线运动的时间为
所以从歼击机击中靶机至歼击机到达靶机所在位置的最短时间为
6.冬季浓雾天气频繁出现。某日早晨浓雾天气中道路能见度只有30m,且路面湿滑。一辆
小汽车以15m/s 的速度由南向北行驶,某时刻,司机突然发现正前方浓雾中有一辆卡车正
以3m/s 的速度同向匀速行驶,于是鸣笛示警同时紧急刹车,但路面湿滑,只能以2m/s2的
加速度减速行驶,前车于2s 后以2m/s2的加速度加速行驶。以下说法正确的是( )
A.因两车采取了必要的加、减速措施,所以两车不会追尾
B.虽然两车采取了加、减速措施,但加速度过小,两车仍会追尾
C.在前车开始加速时,两车仅相距9m
D.两车距离最近时只有12m
【答案】A
【解析】ABD.设小汽车匀速行驶的速度为v1,减速时的加速度大小为a1;卡车匀速行驶
时的速度为v2,加速运动时的加速度大小为a2,后车刹车后经过时间t 两者共速,则有v1
-a1t=v2+a2(t-2s)
解得t=4s 在时间t 内小汽车的位移为x1=v1t-
a1t2=44m 前车加速行驶的时间为t′=t-
2s=2s
在时间t 内,前车的位移为x2=v2t+
a2t′2=16m 因x2+30m>x1故两车不会追尾,此时两
车相距最近,距离为Δx=x2+30m-x1=2m 故A 正确,BD 错误。
在前车开始加速时,两车相距Δx′=(30+3×2)m-
m=10m 故C 错误。
7.在某次自动驾驶和基于蜂窝网络技术车路协同测试中,甲、乙两试验车在同一车道上同
向匀速行驶,t=0 时刻,在前面以36km/h 的速度行驶的甲车突然以a=2m/s2的加速度减速,
在后面以72km/h 的速度行驶的乙车通过车联网实现信息交互同时刹车,两车刹车过程均
可视为匀减速直线运动,则( )
A.若两车不相撞,甲车在6s 内的位移大小为25m
B.若两车刹车前相距12m,乙车以加速度6m/s2刹车可能在t=3s 时撞上甲车
C.若两车刹车前相距20m,则乙车的加速度至少为4m/s2才能避免两车相撞
D.若两车刹车前相距37.5m,则乙车的加速度至少为3.2m/s2才能避免两车相撞
【答案】AD
【解析】A.甲车的刹车时间t0=
=5s 故甲车在6s 内的位移大小s1=
t0=25m 故A 正确;
B.若两车刹车前相距12m,乙车以加速度6m/s2刹车,有v2t-
a2t2=Δx+v1t-
a1t2解得
t1=2s 或t2=3s(与实际情况不符,舍去)故B 错误;
C.作出两车的v-t 图像
若两车同时同地刹车,乙车在t0时间内运动位移为50m,此时两车相距Δs=25m 若两车刹
车前相距20m<Δs=25m 速度相等为撞不上的临界条件,由v2t-
a2t2=Δx+v1t-
a1t2,v1-a1t=v2-
a2t
可得a2=4.5m/s2则乙车的加速度至少为4.5m/s2才能避免两车相撞。故C 错误;
D.若两车刹车前相距37.5m>Δs=25m 速度均为零,乙恰好停在甲后面是不撞上的临界条件,
有
解得
则乙车的加速度至少为3.2m/s2才能避免两车相撞。故D
正确。
8.如图所示,甲、乙两辆汽车并排沿平直路面向前行驶,两车车顶
两位置都装有蓝
牙设备,这两个蓝牙设备在
以内时能够实现通信。
时刻,甲、乙两车刚好位于图
示位置,此时甲车的速度为
,乙车的速度为
的距离为
。从该时刻
起甲车以
的加速度做匀减速运动直至停下,乙车保持原有速度做匀速直线运动。忽
略信号传递时间,从
时刻起,甲、乙两车能利用蓝牙通信的时间为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】根据几何知识可知,当甲车在乙车前方且
时,有
根据运动学公式有
,解得
,
因为甲车做匀减速运动而乙车做匀速运动,所以两车之间的距离先增大后减小,当
时,
;
时,
。t=t2=4s 时,甲车的速度为
t=4s 之后,甲、乙两车的距离不断减小,且甲车能够继续行驶的距离为
根据几何关系可知,从t=4s 开始到乙车行驶至甲车前方4m 的过程中,
,这段过
程经历的时间为
所以甲、乙两车能利用蓝牙通信的时间为
,故选项D 正确。
9.(2023·广东深圳市第一次调研考试)挥杆套马是我国蒙古族传统体育项目,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v-t 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. 骑手在9s 时刻挥杆,能套到烈马
D. 8~9s 内烈马加速度大于0~6s 内骑手的加速度
【答案】CD
【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;
由图形所围的面积可以算出0~9s 内,烈马的位移为
骑手的位移为
套马杆长l=6m,x2+l>x1,所以骑手在9s 时刻挥杆,能套到烈马,故C 正确;
由加速度定义式
知
8~9s 内烈马加速度
0~6s 内骑手的加速度
,故D 正确。
10 ..一辆汽车在直线公路段上以 54 km/h 的速度匀速行驶,突然发现在其正前方14 m
处有一辆自行车以5 m/s 的速度同向匀速行驶。经过0.4 s 的反应时间后,司机开始刹车,
则:
(1)为了避免相撞,汽车的加速度大小至少为多少?
答案:(1)5 m/s2
解析:(1)设汽车的加速度大小最小为a
初速度v 汽=54 km/h=15 m/s,
初始距离d=14 m
在经过反应时间0.4 s 后,汽车与自行车之间的距离为
d'=d-(v 汽-v 自)t0=10 m
从汽车刹车开始计时,设经过时间t 汽车速度与自行车速度相等,
则v 汽-at=v 自
自行车的位移为s 自=v 自t
汽车的位移为s 汽=v 汽t- 1
2at2
假设汽车刚好能追上自行车,此时有s 汽=s 自+d'
联立解得a=5 m/s2
即汽车的加速度大小至少为5 m/s2。
(2)若汽车刹车时的加速度大小只有4 m/s2,在汽车开始刹车的同时自行车开始以一定的
加速度匀加速行驶,则自行车的加速度至少为多大才能保证两车不相撞?
答案:(2)1 m/s2
解析:(2)设自行车加速度最小为a',同理可得
v 汽-a1t'=v 自+a't',s 汽'=s 自'+d'
s 汽'=v 汽t'-1
2a1t'2,s 自'=v 自t'+ a'
2 t'2
联立解得a'=1 m/s2
即自行车的加速度大小至少为1 m/s2。
11.(2025·天津市河西区质量调查)在笔直的公路上,一辆以5 m/s 的速度匀速行驶的小
轿车,正要以2 m/s2的加速度开始加速时,一辆卡车刚好从旁边以25 m/s2的速度匀速同
向驶过,如图所示。已知该路段小轿车允许的最大速度为33 m/s,不考虑两车的长度。求:
(1)小轿车追上卡车前,二者之间的最大距离;
(2)小轿车追上卡车的时间。
答案:(1)100 m (2)24.5s
解析:(1)小轿车与卡车速度相等时,二者相距最远。设经过时间t1二者速度相等,此时
轿车的速度v 轿=v0+at1
又v 轿=v 卡
此过程小轿车的位移x 轿=v0t1+1
2at1
2
卡车的位移x 卡=v 卡t1
二者之间的最大距离Δxm=x 卡-x 轿
联立并代入数据,解得Δxm=100 m。
(2)当小轿车从开始加速到最大速度时,需要的时间t0=vm-v0
a
=14 s
此过程小轿车的位移
x 轿'=v0t0+1
2at0
2=266 m
卡车的位移x 卡'=v 卡t0=350 m
由于x 轿'<x 卡',此时小轿车没追上卡车,设又经过时间t2小轿车追上卡车,位移满足
x 轿'+vmt2=x 卡'+v 卡t2
解得t2=10.5 s
小轿车追上卡车所用总时间
t=t0+t2=24.5 s。