高中人教物理第3讲　运动图像　追及相遇问题 讲义.doc

第3讲　运动图像　追及相遇问题
知识点　　匀变速直线运动的图像　Ⅱ
1．直线运动的x­t图像
(1)意义：反映了做直线运动的物体位移随时间变化的规律。
(2)图线上某点切线的斜率的意义
①斜率的绝对值：表示物体速度的大小。
②斜率的正负：表示物体速度的方向。
(3)两种特殊的x­t图像
①若x­t图像是一条平行于时间轴的直线，说明物体处于静止状态。(如图中甲所示)
②若x­t图像是一条倾斜的直线，说明物体在做匀速直线运动。(如图中乙所示)
2．直线运动的v­t图像
(1)意义：反映了做直线运动的物体速度随时间变化的规律。
(2)图线上某点切线的斜率的意义
①斜率的绝对值：表示物体加速度的大小。
②斜率的正负：表示物体加速度的方向。
(3)两种特殊的v­t图像
①匀速直线运动的v­t图像是与横轴平行的直线。(如图中甲所示)
②匀变速直线运动的v­t图像是一条倾斜的直线。(如图中乙所示)
(4)图线与时间轴围成的“面积”的意义
①图线与时间轴围成的“面积”表示相应时间内的位移。
②若此面积在时间轴的上方，表示这段时间内的位移方向为正方向；若此面积在时间轴的下方，表示这段时间内的位移方向为负方向。
知识点　　追及和相遇问题　Ⅱ
1．追及问题的两类情况
(1)按结果分类
①若后者能追上前者，追上时，两者处于同一位置，且后者速度一定不小于前者速度。
②若后者追不上前者，则当后者速度与前者速度相等时，两者相距最近。
(2)按初始条件分类
①同向运动相隔一定的初始距离s0的问题：速度大者减速(如匀减速直线运动)追速度小者(如匀速直线运动)。
a．若两者速度相等时，追者位移仍小于被追者位移与s0之和，则永远追不上，此时两者间有最小距离。
b．若两者相遇时，速度也相等，则恰能追上，也是两者避免碰撞的临界条件。
c．若两者相遇时，追者速度仍大于被追者的速度，则被追者还有一次追上追者的机会，其间速度相等时两者间距有一个极大值。
②从同一地点出发开始同向运动的问题：速度小者加速(如初速度为零的匀加速直线运动)追速度大者(如匀速直线运动)。
a．当两者速度相等时两者间有最大距离。
b．两者位移相等时，则追上。
2．相遇问题
(1)同向运动的两物体追上即相遇。两物体位移大小之差等于开始时两物体间距。
(2)相向运动的两物体，当各自发生的位移大小之和等于开始时两物体的距离时即相遇。
一 堵点疏通
1．x­t图像表示物体的运动轨迹。(　　)
2．x­t图像和v­t图像都不能描述曲线运动。(　　)
3．v­t图像上两图线的交点表示两物体速度相等，不代表相遇。(　　)
4．两物体同向运动恰好不相碰，则此时两物体速度相等。(　　)
5．速度较大的汽车刹车一定能够避免与前方速度较小匀速运动的汽车相撞。(　　)
6．两个物体在追及过程中，物体之间的距离总是逐渐变小。(　　)
答案　1.×　2.√　3.√　4.√　5.×　6.×
二 对点激活
1. (人教版必修第一册·P18·T5改编)(多选)一辆汽车在教练场上沿着平直道路行驶，以x表示它相对于出发点的位移，图为汽车在t＝0到t＝40 s这段时间的x­t图像。下列分析正确的是(　　)
A．汽车离出发点最远的距离为30 m
B．汽车在10～20 s内匀速运动
C．汽车在40 s末回到出发点
D．汽车在20～40 s内加速度为1.5 m/s2
答案　AC
解析　汽车在0～10 s内匀速驶离出发点，10～20 s内静止，20～40 s内匀速驶回出发点，离出发点最远的距离为30 m,40 s末回到出发点，故A、C正确，B错误；汽车在20～40 s内做匀速直线运动，加速度a＝0，故D错误。
2. (人教版必修第一册·P29·T5改编)(多选)在同一公路上，B、C两辆汽车的v­t图像b、c如图所示，两辆汽车同时同地出发，下列说法正确的是(　　)
A．B车的加速度为 m/s2，C车的加速度为－ m/s2
B．t＝2 s时，C车在B车后
C．B、C两车在大约1.6 s时并排行驶
D．B、C两车并排行驶时离出发点的距离约为9.6 m
答案　AD
解析　根据图像信息可知：aB＝ m/s2＝ m/s2，aC＝ m/s2＝－ m/s2，A正确；由v­t图像与时间轴围成的面积表示位移可知，t＝2 s时，以及t＝1.6 s时，C车均在B车前方，故B、C错误；设经过时间t，B、C两车并排行驶，则
xB＝xC①
又因xB＝aBt2②
xC＝v0t＋aCt2③
由图像可知v0＝4 m/s④
联立①②③④得，B、C两车并排行驶时离出发点的距离约为9.