4、4 s前甲车已经追上乙车并超过乙车,在4 s后乙车又追上并超过甲车,8 s时两车间距离达到第二次相遇后的最大距离,此后由于甲车速度一直大于乙车速度,可知甲车还会追上并超过乙车,第三次相遇后两车将不再相遇,综上所述可知,只有D选项正确。
答案:D
例题3 火车以速率v1向前行驶,司机突然发现在前方同一轨道上距车为S处有另一辆火车,它正沿相同的方向以较小的速率v2做匀速运动,于是司机立即使车做匀减速运动,加速度大小为a,要使两车不致相撞,求出a应满足的关系式。
思路分析:设经过t时刻两车相遇,则有,整理得:
,要使两车不致相撞,则上述方程无解,即 ,解得。
答案:
【方法
5、提炼】
追及、相遇问题的求解方法:
分析追及相遇问题大致有两类方法,即数学方法和物理方法,具体为:
常用方法
相关说明
方法一
(临界法)
寻找问题中隐含的临界条件,例如速度小者加速追赶速度大者,在两物体速度相等时有最大距离;速度大者减速追赶速度小者,在两物体速度相等时有最小距离
方法二
(函数法)
思路一:先求出在任意时刻t两物体间的距离y=f(t),若对任何t均存在y=f(t)>0,则这两个物体永远不能相遇;若存在某个时刻t使得y=f(t)≤0,则这两个物体能相遇;
思路二:设两物体在t时刻相遇,然后根据位移关系,列出关于t的方程f(t)=0,若方程f(t)=0
6、无正实数解,则说明这两物体不能相遇;若方程f(t)=0存在正实数解,说明这两个物体能相遇
方法三
(图象法)
(1)用位移图象求解时,分别作出两个物体的位移图象,如果两个物体的位移图象相交,则说明两物体相遇;
(2)用速度图象求解时,注意比较速度图线与时间轴包围的面积及面积的差值()
方法四
(相对运动法)
用相对运动的知识求解追及或相遇问题时,要注意将两个物体对地的物理量(速度、加速度和位移)转化为相对的物理量。在追及问题中,常把被追及物体作为参考系,这样追赶物体相对被追物体的各物理量,即可表示为:,,,且上式中各物理量(矢量)的符号都应以统一的正方向进行确定
满分训练:
7、
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的速度匀速驶来,从后边超过汽车。试求: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
当汽车的速度与自行车的速度相等时,两车之间的距离最大。设经时间t两车之间的距离最大。则
那么,汽车经过多少时间,能追上自行车?此时汽车的速度是多大?汽车运动的位移又是多大?
[方法二]图象法
解:画出自行车和汽车的速度-时间图线,自行车的位移x自等于其图线与时间轴围成的矩形的面积,而汽
8、车的位移x汽则等于其图线与时间轴围成的三角形的面积。两车之间的距离则等于图中矩形的面积与三角形面积的差,不难看出,当t=t0时,矩形与三角形的面积之差最大。
v-t图象的斜率表示物体的加速度
当t=2s时,两车的距离最大
[方法三]二次函数极值法
设经过时间t汽车和自行车之间的距离Δx,则
,
那么,汽车经过多少时间能追上自行车?此时汽车的速度是多大?汽车运动的位移又是多大?
[方法四]相对运动法
选自行车为参照物,则从开始运动到两车相距最远这段过程中,以汽车相对地面的运动方向为正方向,汽车相对此参照物的各个物理量的值分别为:v0=-6m/s,a=3m/s2,vt=0
对汽车由公式:
即汽车最远落后自行车6m。
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