追及问题是运动学中较为综合且有实践意义的一类习题,它往往涉及两个以上物体的运动过程,每个物体的运动规律又不尽相同.对此类问题的求解,除了要透彻理解基本物理概念,熟练运用运动学公式外,还应仔细审题,挖掘题文中隐含着的重要条件,并尽可能地画出草图以帮助分析,确认两个物体运动的位移关系、时间关系和速度关系,在头脑中建立起一幅物体运动关系的图景.借助于v-t图象来分析和求解往往可使解题过程简捷明了.
知识要点:
一、相遇是指两物体分别从相距S的两地相向运动到同一位置,它的特点是:两物体运动的距离之和等于S,分析时要注意:
(1)、两物体是否同时开始运动,两物体运动至相遇时运动时间可建立某种关系;
(2)、两物体各做什么形式的运动;
(3)、由两者的时间关系,根据两者的运动形式建立S=S1+S2方程;
二、追及问题
1、追及问题中两者速度大小与两者距离变化的关系。
若甲物体追赶前方的乙物体,若甲的速度大于乙的速度,则两者之间的距离 。
若甲的速度小于乙的速度,则两者之间的距离 。
若一段时间内两者速度相等,则两者之间的距离 。
2、追及问题的特征及处理方法:
“追及”主要条件是:两个物体在追赶过程中处在同一位置,常见的情形有三种:
⑴速度小者匀加速追速度大(匀速直线运动)者,一定能追上,追上前有最大距离的条件:两物体速度 ,即v乙= v甲。
⑵ 匀速运动的物体甲追赶同向匀加速运动的物体乙,存在一个能否追上的问题。
判断方法是:假定速度相等,从位置关系判断。
①若甲乙速度相等时,甲的位置在乙的后方,则追不上,此时两者之间的距离最小。
②若甲乙速度相等时,甲的位置在乙的前方,则已经追上。
③若甲乙速度相等时,甲乙处于同一位置,则恰好追上,为临界状态。
解决问题时要注意二者是否同时出发,是否从同一地点出发。
⑶速度大者匀减速运动的物体追赶同向的匀速运动的物体时,情形跟⑵类似。
⑷ 匀速运动的物体甲追赶同向匀减速运动的物体乙,存在一个追上时,要考虑乙物体是否已经停下来,并保持静止不动。处理方法是:先要计算乙物体停下时所需要的时间t0,再计算两者都保持原运动规律达到同一位置时间t,比较t0与t.如果是t0<<I style="mso-bidi-font-style: normal">t,则追上按时间t0计算;如果是t0>t,则追上时间按计算t.
三、分析追及问题的注意点:
⑴追及物与被追及物的速度恰好相等时临界条件,往往是解决问题的重要条件
⑵若被追赶的物体做匀减速运动,一定要注意追上前该物体是否已经停止运动。
⑶仔细审题,充分挖掘题目中的隐含条件,同时注意v-t图象的应用。
练习:
1.一车处于静止状态,车后距车S0=25m处有一个人,当车以1m/s2的加速度开始起动时,人 以6m/s的速度匀速追车,能否追上?若追不上,人车之间最小距离是多少?
2.一辆汽车在十字路口等候绿灯,当绿灯亮时汽车以3m/s2 的加速度开始行驶,恰好此时一辆自行车以6m/s速度驶来,从后边超越汽车.试求: ① 汽车从路口开动后,追上自行车之前经过多长时间两车相距最远?最远距离是多少? ② 经过多长时间汽车追上自行车,此时汽车的速度是多少?
3.火车以速度v1匀速行驶,司机发现前方同轨道上相距s处有另一火车沿同方向以速度v2做匀速运动,已知v1>v2司机立即以加速度a紧急刹车,要使两车不相撞,加速度a的大小应满足什么条件?
4.一列快车正以20m/s的速度在平直轨道上运动时,发现前方180m处有一货车正以6m/s 速度匀速同向行驶,快车立即制动,快车作匀减速运动,经40s才停止,问是否发生碰车事故?(会发生碰车事故)
5.同一高度有AB两球,A球自由下落5m后,B球以12m/s竖直投下,问B球开始运动 后经过多少时间追上A球。从B球投下时算起到追上A球时,AB下落的高度各为多少?
6. 甲、乙两车同时同地同向出发,在同一水平公路上做直线运动,甲以初速度v1=32m/s、加速度a1=4m/s2做匀减速运动,乙以初速度v2=8m/s、加速度的大小a2=2m/s2做匀加速度运动。求:⑴两车再次相遇前两者间的最大距离;⑵两车再次相遇所需的时间;⑶若v2=2m/s,则两车再次相遇前所需的时间
7. 高为h的电梯正以加速度a匀加速上升,忽然天花板上一颗螺钉脱落.螺钉落到电梯底 板上所用的时间是多少?
8. 甲、乙两运动员在训练交接棒的过程中发现:甲经短距离加速后能保持9m/s的速度跑完全程;乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的.为了确定乙起跑的时机,需在接力区前适当的位置设置标记.在某次练习中,甲在接力区前S0=13.5m处作了标记,并以V=9m/s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令.乙在接力区的前端听到口令时起跑,并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上,完成交接棒.已知接力区的长度为L=20m.求:(1)此次练习中乙在接棒前的加速度a;(2)在完成交接棒时乙离接力区末端的距离.
9.A、B两辆汽车在笔直公路上同向行驶,当B车在A车前 84m处时,B车速度为4m/s,且正以某加速度匀加速运动,经过一段时间后,B车加速度突然变为零,此时B车的速度为12m/s,A车一直以20m/s的速度在后头追赶,经过12s后,A车追上B车,问B车的加速时间是多少?