高中物理追及问题详解.doc

高一物理教学案 姓名______________
匀变速直线运动中的追及问题
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.
一、追及问题的实质
研究的两物体能否在相同的时刻到达相同的位置的问题。
vA
vB
X0
二、追及问题剖析
B

A

1、追及问题中两者速度大小与两者距离变化的关系。
A物体追赶前方的B物体，
若，则两者之间的距离变小。
若，则两者之间的距离不变。
若，则两者之间的距离变大。
2、追及问题的特征
高中物理中遇到的追及问题，常见的情形有三种：
⑴快追慢 ⑵ 先慢后快追 ⑶ 先快后慢追
三、追及问题解决方法
1、分析追及问题的注意点：
⑴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。
⑵要抓住一个条件，两个关系：
一个条件是两物体的速度满足的临界条件，两者速度相等。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，也是分析判断的切入点。
两个关系是时间关系和位移关系，通过画草图找两物体的位移关系是解题的突破口。
⑶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。
2、判别是否发生碰撞的方法
“追上”和“碰撞”的物理意义是一样的，只不过现实情景不同。如果是在双车道上，“追上”就是追及问题；如果是在单行道上“追上”就是“碰撞”。
四、典型例题分析：
(一)．匀加速运动追匀速运动的情况
【例1】一小汽车从静止开始以3m/s2的加速度行驶，恰有一自行车以6m/s的速度从车边匀速驶过.
求：(1)小汽车从开动到追上自行车之前经过多长时间两者相距最远？此时距离是多少？ (2)小汽车什么时候追上自行车，此时小汽车的速度是多少？

(二)．匀速运动追匀减速运动的情况
【例2】当汽车B在汽车A前方7m时，A正以va =4m/s的速度向前做匀速直线运动，而汽车B此时速度vb =10m/s，并关闭油门向前做匀减速直线运动，加速度大小为2m/s2。此时开始计时，则A追上B需要的时间是多少？
若VA=8m/s,则A追上B需要的时间是多少？

(三)．匀速运动追匀加速运动的情况
【例3】一个步行者以6m/s的最大速率跑步去追赶被红灯阻停的公共汽车，当他距离公共汽车25m时，绿灯亮了，汽车以1m/s2的加速度匀加速启动前进问：人能否追上汽车？若能追上，则追车过程中人共跑了多少距离？若不能追上，人和车最近距离为多少？

(四)．匀减速运动追匀速运动的情况
【例4】汽车正以10m/s的速度在平直公路上前进，突然发现正前方有一辆自行车以4m/s 的速度做同方向的匀速直线运动，汽车立即关闭油门做加速度大小为 6m/s2的匀减速运动，汽车恰好不碰上自行车。求关闭油门时汽车离自行车多远？

1、一辆值勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以8m/s的速度匀速行驶的货车有违章行为时，决定前去追赶，经2.5s，警车发动起来，以加速度2m/s2做匀加速运动。
试问：（1）警车要多长时间才能追上货车？
（2）在警车追上货车之前，两车间的最大距离是多少？

2、在平直公路上,一辆摩托车从静止出发,追赶在正前方100m处正以v0=10m/s的速度匀速前进的卡车.若摩托车的最大速度为vm=20m/s,现要求摩托车在120s内追上卡车,求摩托车的加速度应满足什么条件？

3、甲、乙两车在同一条平直公路上运动，甲车以10 m/s 的速度匀速行驶，经过车站A时关闭油门以4m/s2的加速度匀减速前进，2s后乙车与甲车同方向以1m/s2的加速度从同一车站A出发，由静止开始做匀加速运动，问乙车出发后多少时间追上甲车？

5、一辆客车在平直公路以30m/s的速度行驶，突然发现正前方40m处有一货车正以20m/s的速度沿同一方向匀速行驶，于是客车立刻刹车，以2m/s2的加速度做匀减速直线运动，问此后的过程中客车能否撞到货车？

6、A、B两车在一条水平直线上同向匀速行驶，B车在前，车速v2=10m/s，A车在后，车速72km/h，当A、B相距100m时，A车用恒定的加速度a减速。求a为何值时，A车与B车恰好不相撞。

8、一辆轿车违章超车，以108km/h的速度驶入左侧逆行道时，猛然发现正前方80m处一辆卡车正以72km/h的速度迎面而来，两车司机同时刹车，刹车加速度大小都是10m/s2,两司机的反应时间（即司机发现险情到实施刹车所经历的时间）是Δt。试问Δt是何值，才能保证两车不相撞？

2、追及问题的特征
高中物理中遇到的追及问题，常见的情形有三种：
⑴快追慢
始终大于,二者的距离一直减小。A一定会追上B。追上的条件是
其中表示A追B“追近”的距离，原来相距，现在A“追近”就刚好追上B。
⑵ 先慢后快追
先是，后来。例如：
①A做匀加速直线运动，B做匀速直线运动。
②A做匀速直线运动，B做匀减速直线运动。
开始时二者距离越来越大；随着速度的变化，当时二者的距离达到最大；当后，二者的距离越来越小最终A肯定会追上B，并超越B远远把B抛在后面。
这种情形一定能追上（追上的条件是）而且只相遇一次。
⑶ 先快后慢追
先是，后来。例如：
①A做匀速直线运动，B做匀加速直线运动。
②A做匀减速直线运动，B做匀速直线运动。
开始时二者距离越来越小；随着速度的变化，可能出现3种情况：
①时，A追上B（），之后，A被B远远甩在后面。这种情况只相遇一次，也是避免碰撞的临界条件。
②时，A还没有追上B（），此时二者距离最小。之后，二者距离又增大。这种情况无法追上。
③时，A已经追上B，并超越B。之后，B又反过来追上A。这种情况下会有二次相遇。
⑴物理分析法
由二者速度相等（）求出时间，再计算二者位移，判别二者位置关系：
如果二者位置相同（）则恰好不相碰（或恰好追上）；
如果后者已位于前面（）则发生碰撞（或二次相遇）；
如果后者仍然在后面（）则追不上，也不可能碰撞。
⑵数学方法
令二者位置相同（）得到关于时间的一元二次方程，
如果，t无解，则说明追不上，不相碰；
如果，t有一解，则说明恰好不相碰（或恰好追上）；
如果，t有两解，则说明二者相碰（或二次相遇）。
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