備戰(zhàn)2020年高考物理 3年高考2年模擬1年原創(chuàng) 專題1.3 追擊和相遇(含解析)
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1、專題1.3 追擊和相遇 【考綱解讀與考頻分析】 追擊和相遇是勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合運(yùn)用,也是高考命題熱點(diǎn)。 【高頻考點(diǎn)定位】: 用圖像討論追擊和相遇,用函數(shù)討論追擊和相遇 考點(diǎn)一:用圖像討論追擊和相遇 【3年真題鏈接】 1.(2019年4月浙江選考)甲、乙兩物體零時(shí)刻開始從同一地點(diǎn)向同一方向做直線運(yùn)動(dòng),位移-時(shí)間圖象如圖所示,則在0~t1時(shí)間內(nèi)( ) A. 甲的速度總比乙大 B. 甲、乙位移相同 C. 甲經(jīng)過的路程比乙小 D. 甲、乙均做加速運(yùn)動(dòng) 【參考答案】B 【名師解析】因x-t圖像的斜率等于速度,可知在0
2、~t1時(shí)間內(nèi)開始時(shí)甲的速度大于乙,后來乙的速度大于甲,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由圖像可知在0~t1時(shí)間內(nèi)甲、乙位移相同,選項(xiàng)B正確;甲乙均向同方向做直線運(yùn)動(dòng),則甲乙的路程相同,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由斜率等于速度可知,甲做勻速運(yùn)動(dòng),乙做加速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。. 2.(2018全國理綜II)甲、乙兩汽車同一條平直公路上同向運(yùn)動(dòng),其速度—時(shí)間圖像分別如圖中甲、乙兩條曲線所示。已知兩車在t2時(shí)刻并排行駛,下列說法正確的是( ) A.兩車在t1時(shí)刻也并排行駛 B.t1時(shí)刻甲車在后,乙車在前 C.甲車的加速度大小先增大后減小 D.乙車的加速度大小先減小后增大 【參考答案】.BD
3、【命題意圖】 本題考查速度圖像及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。 【解題思路】根據(jù)v—t圖象的面積表示位移可知,已知兩車在t2時(shí)刻并排行駛,利用逆向思維并借助于v—t圖象面積等于位移可知在t1時(shí)刻甲車在后,乙車在前,選項(xiàng)A錯(cuò)誤B正確;根據(jù)速度圖像斜率表示加速度可知甲車的加速度大小先減小后增大,乙車的加速度大小先減小后增大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤D正確。 3.(2018高考全國理綜III)甲乙兩車在同一平直公路上同向運(yùn)動(dòng),甲做勻加速直線運(yùn)動(dòng),乙做勻速直線運(yùn)動(dòng)。甲乙兩車的位置x隨時(shí)間t的變化如圖所示。下列說法正確的是( ) A.在t1時(shí)刻兩車速度相等 B.從0到t1時(shí)間
4、內(nèi),兩車走過的路程相等 C.從t1到t2時(shí)間內(nèi),兩車走過的路程相等 D.從t1到t2時(shí)間內(nèi)的某時(shí)刻,兩車速度相等 【參考答案】CD 【命題意圖】本題考查對(duì)位移圖像的理解及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。 【解題思路】根據(jù)位移圖象的物理意義可知,在t1時(shí)刻兩車的位置相同,速度不相等,乙車的速度大于甲車的速度,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;從0到t1時(shí)間內(nèi),乙車走過的路程大于甲車,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;從t1到t2時(shí)間內(nèi),兩車都是從x1位置走到x2位置,兩車走過的路程相等,選項(xiàng)C正確;根據(jù)位移圖像的斜率等于速度可知,從t1到t2時(shí)間內(nèi)的某時(shí)刻,兩車速度相等,選項(xiàng)D正確。 【2年模擬再現(xiàn)】 1.(2019廣東肇慶三模)
5、兩玩具車在兩條平行的車道上行駛,t=0時(shí)兩車都在同一計(jì)時(shí)線處,它們?cè)谒拇伪荣愔械膙-t圖像如下圖所示。在0-3s內(nèi)哪幅圖對(duì)應(yīng)的比賽中兩車可能再次相遇( ) 【參考答案】C 【名師解析】根據(jù)速度圖像的面積表示位移可知,圖象C對(duì)應(yīng)的比賽中兩車可能在t=2.5s再次相遇。 2.(2019全國大聯(lián)考二模)圖1是2018年12月3日廣州半程馬拉松賽中兩位選手參賽的某一情形,假設(shè)甲、乙兩人起跑時(shí)都做勻加速直線運(yùn)動(dòng),到達(dá)某一速度后都各自做勻速直線運(yùn)動(dòng),且跑到終點(diǎn)。他們的速度﹣時(shí)間圖象如圖2所示,則下列說法正確的是( ?。? A.乙選手起跑時(shí),甲選手正好跑了1m B.相遇前甲、乙兩選手之間
6、的最大距離為4m C.乙選手起跑3s后剛好追上甲選手 D.乙選手超過甲選手,兩選手不可能再次相遇 【思路分析】根據(jù)v﹣t圖象與時(shí)間軸所圍的面積表示位移,來求乙選手起跑時(shí)甲選手的位移。相遇前甲、乙兩選手速度相等時(shí)間距最大,由“面積”法求最大距離。根據(jù)兩人的位移關(guān)系判斷是否相遇。 【參考答案】ACD。 【名師解析】乙選手起跑時(shí),甲選手的位移 x甲==1m,故A正確。 t=3s時(shí)兩人的速度相等,相距最遠(yuǎn),最大距離等于0﹣3s內(nèi)甲與乙的位移之差,為 S=x甲﹣x乙=+=1.5m,故B錯(cuò)誤。乙選手起跑3s后通過的位移 x乙==4m.0﹣5s內(nèi)甲的位移 x甲=×1m=4m,則x乙=x
7、甲,可知乙選手起跑3s后剛好追上甲選手,故C正確。乙選手超過甲選手,速度比甲選手的大,兩選手不可能再次相遇。故D正確。 故選: 【點(diǎn)評(píng)】本題是速度﹣時(shí)間圖象的應(yīng)用,關(guān)鍵要明確圖象的斜率表示加速度,圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移。 3.(2019四川內(nèi)江二模)P、Q兩車在平行的平直公路上行駛,其v-t圖象如圖所示。在t1到t2這段時(shí)間內(nèi)( ) A. Q車加速度始終大于P車加速度 B. 時(shí)刻,Q車一定在P車前面 C. 若時(shí)刻P車在Q車前,則兩車距離一定減小 D. 若時(shí)刻P車在Q車前,則Q車可能會(huì)超過P車 【參考答案】D 【名師解
8、析】v-t圖象曲線上某點(diǎn)切線斜率大小表示加速度大小,根據(jù)斜率變化可知,在t1到t2這段時(shí)間內(nèi)Q車加速度先大于P車加速度,后小于P車加速度,故A錯(cuò)誤;雖然t1到t2這段時(shí)間Q車位移大于P車位移,但P、Q兩車在t1時(shí)刻的位置關(guān)系未知,因此無法判斷t2時(shí)刻P、Q兩車的位置關(guān)系,故B錯(cuò)誤;在t1到t2這段時(shí)間內(nèi),P車速度始終小于Q車速度,若t1時(shí)刻P車在Q車前,則兩車間距離可能一直減小,也可能先減小后增大,故C錯(cuò)誤,D正確。 【關(guān)鍵點(diǎn)撥】通過圖線的斜率判斷加速度的大小。通過圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示位移,以及初始位置關(guān)系,分析兩車距離如何變化。解決本題的關(guān)鍵要理解速度時(shí)間圖線的物理意義,知道圖線與
9、時(shí)間軸圍成的面積表示位移,圖線的切線斜率表示瞬時(shí)加速度。 4.(2019吉林高三調(diào)研)假設(shè)該高速公路上甲、乙兩車在同一車道上行駛,甲車在前,乙車在后。t=0時(shí)刻,發(fā)現(xiàn)前方有事故,兩車同時(shí)開始剎車,行進(jìn)中兩車恰好沒有發(fā)生碰撞。兩車剎車過程的圖象如圖所示,以下判斷正確的是( ) A.t=0時(shí)刻兩車間距等于50m B.兩車都停止運(yùn)動(dòng)時(shí)相距50m C.t=5s時(shí)兩車間距大于t=15s 時(shí)兩車間距 D.乙車剎車的加速度大小是甲車的 1.5 倍 【參考答案】A 【名師解析】行進(jìn)中兩車恰好沒有發(fā)生碰撞,說明速度相等時(shí)恰好相遇,根據(jù)圖象與時(shí)間軸所圍成的面積
10、表示位移,求出兩者間距。并由“面積”求兩車都停止運(yùn)動(dòng)時(shí)相距的距離。 根據(jù)v﹣t圖象的斜率表示加速度,可求得加速度之比。 行進(jìn)中兩車恰好沒有發(fā)生碰撞,說明t=10s時(shí)刻兩車速度相等時(shí)恰好相遇,則t=0時(shí)刻兩車間距等于兩車在10s位移之差,為 S=×10×10m=50m,故A正確。根據(jù)圖象與時(shí)間軸圍成的“面積”表示位移可知,甲的剎車距離為 x甲=×20×20m=100m,而乙的剎車距離為 x乙=×30×15m=225m,兩車都停止運(yùn)動(dòng)時(shí)相距 S′=x乙﹣(S+x甲)=225m﹣(50m+100m)=75m;故B錯(cuò)誤。根據(jù)“面積”表示位移,可知在5s~15s內(nèi)兩車通過的位移相等,所以t=5s時(shí)兩
11、車間距等于t=15s時(shí)兩車間距,故C錯(cuò)誤。根據(jù)v﹣t圖象的斜率表示加速度,甲的加速度大小為 a1===1m/s2;乙的加速度大小為 a2===2m/s2;故乙車的加速度是甲車的加速度的2倍;故D錯(cuò)誤; 【關(guān)鍵點(diǎn)撥】本題考查v﹣t圖象的應(yīng)用,要注意掌握?qǐng)D象的性質(zhì),能根據(jù)圖象明確物體的運(yùn)動(dòng)過程,明確恰好不相撞的條件:速度相等,運(yùn)用“面積法”求位移。 5.(2019山東青島調(diào)研)甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)同時(shí)沿同一直線運(yùn)動(dòng),速度隨時(shí)間變化的v-t圖象如圖所示。關(guān)于兩質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況,下列說法正確的是( ) A.在t=0時(shí),甲、乙的運(yùn)動(dòng)方向相同 B.在0~2t0內(nèi),甲的位移大于乙
12、的位移 C.在0~2t0內(nèi),乙的平均速度等于甲的平均速度 D.若甲、乙從同一位置出發(fā),則t0時(shí)刻相距最近 【參考答案】B 【名師解析】在t=0時(shí),甲的速度為正,乙的速度為負(fù),說明甲、乙的運(yùn)動(dòng)方向相反,故A錯(cuò)誤;根據(jù)圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移,在時(shí)間軸上方的面積表示位移為正,下方的表示位移為負(fù),則知在0~2t0內(nèi),乙的位移小于甲的位移,則乙的平均速度小于甲的平均速度,故B正確,C錯(cuò)誤;若甲、乙從同一位置出發(fā),甲一直沿正向運(yùn)動(dòng),乙先沿負(fù)向運(yùn)動(dòng),兩者距離增大,后沿正向,在t0時(shí)刻前甲的速度大于乙的速度,兩者間距增大,t0時(shí)刻后乙的速度大于甲的速度,兩者間距減小,所以t0時(shí)刻相距最遠(yuǎn)
13、,故D錯(cuò)誤。 6.(2019安徽宣城二模)甲、乙兩車在一平直公路上從同一地點(diǎn)沿同一方向沿直線運(yùn)動(dòng),它們的圖象如圖所示。下列判斷不正確的是( ) A. 乙車啟動(dòng)時(shí),甲車在其前方50m處 B. 乙車超過甲車后,兩車不會(huì)再相遇 C. 乙車啟動(dòng)10s后正好追上甲車 D. 運(yùn)動(dòng)過程中,乙車落后甲車的最大距離為75m 【參考答案】C 【名師解析】根據(jù)速度圖線與時(shí)間軸包圍的面積表示位移,可知乙在時(shí)啟動(dòng),此時(shí)甲的位移為,即甲車在乙前方50m處,故A正確。由于兩車從同一地點(diǎn)沿同一方向沿直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)位移相等時(shí)兩車才相遇,由圖可知,乙車啟動(dòng)10s后位移小于甲的位移,還沒有追上
14、甲,乙車超過甲車后,由于乙的速度比甲的大,所以兩車不可能再相遇,故選項(xiàng)B正確,C不正確。當(dāng)兩車的速度相等時(shí)相距最遠(yuǎn),最大距離為:,故D正確。 【關(guān)鍵點(diǎn)撥】速度時(shí)間圖線與時(shí)間軸包圍的面積表示對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)的位移大小,根據(jù)兩車的速度關(guān)系和位移分析何時(shí)相遇。當(dāng)兩車的速度相等時(shí)相距最遠(yuǎn),根據(jù)幾何知識(shí)求最大距離。 本題關(guān)鍵是根據(jù)速度時(shí)間圖象得到兩物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,然后根據(jù)圖線與時(shí)間軸包圍的面積表示對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)的位移大小,來分析研究。 考點(diǎn)二:用函數(shù)討論追擊和相遇 【3年真題鏈接】 1.(2017年11月浙江選考)如圖所示,兩位同學(xué)從滑道最高端的同一位置先后滑下,到達(dá)低端的同一位置,對(duì)于整個(gè)下滑過程
15、,兩同學(xué)的( ) A、位移一定相同 B、時(shí)間一定相同 C、末速度一定相同 D、平均速度一定相同 【參考答案】A 【解題思路】根據(jù)題述,兩位同學(xué)從滑道最高端的同一位置先后滑下,到達(dá)低端的同一位置,對(duì)于整個(gè)下滑過程,兩同學(xué)的位移一定相同,時(shí)間一定不相同,末速度一定不相同,平均速度一定不相同,選項(xiàng)A正確BCD錯(cuò)誤。 預(yù)測(cè)考點(diǎn)一:用圖像討論追擊和相遇 【2年模擬再現(xiàn)】 1.(2018·湖北黃岡聯(lián)考)甲、乙兩車某時(shí)刻由同一地點(diǎn),沿同一方向開始做直線運(yùn)動(dòng),以該時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn),得到兩車的位移—時(shí)間圖像,即x -t圖像如圖所示,甲圖像過O點(diǎn)的切
16、線與AB平行,過C點(diǎn)的切線與OA平行,則下列說法中正確的是( ) A.在兩車相遇前,t1時(shí)刻兩車相距最遠(yuǎn) B.t3時(shí)刻甲車在乙車的前方 C.0~t2時(shí)間內(nèi)甲車的瞬時(shí)速度始終大于乙車的瞬時(shí)速度 D.甲車的初速度等于乙車在t3時(shí)刻的速度 【參考答案】AD 【名師解析】 題中圖像的縱坐標(biāo)表示物體所在的位置,由圖可知t1時(shí)刻兩圖線相距最大,即兩車的距離最大,故A正確;t3時(shí)刻兩車處在同一位置,故B錯(cuò)誤;圖線斜率表示速度,由圖可知,0~t1時(shí)間內(nèi)甲圖線的斜率大于乙圖線的斜率,之后甲圖線的斜率小于乙圖線的斜率,故C錯(cuò)誤;圖線的斜率表示物體的速度,由圖可知,甲車的初速度等于乙車在t3時(shí)刻
17、的速度,故D正確。 2.(2018·河南名校聯(lián)考)四輛小車從同一地點(diǎn)向同一方向運(yùn)動(dòng)的情況分別如下圖所示,下列說法正確的是( ) A.甲車做直線運(yùn)動(dòng),乙車做曲線運(yùn)動(dòng) B.這四輛車均從靜止開始運(yùn)動(dòng) C.在0~t2時(shí)間內(nèi),丙、丁兩車在時(shí)刻t2相距最遠(yuǎn) D.在0~t2時(shí)間內(nèi),丙、丁兩車間的距離先增大后減小 【參考答案】C 【名師解析】由圖像可知:甲做勻速直線運(yùn)動(dòng),乙做速度越來越小的變速直線運(yùn)動(dòng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;x-t圖像的斜率表示速度,v-t圖像的斜率表示加速度,故乙車做減速直線運(yùn)動(dòng),甲車做勻速直線運(yùn)動(dòng),而不是從靜止開始運(yùn)動(dòng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;由速度圖像與時(shí)間軸圍成的面積表示位移可知:丙、丁兩車
18、在t2時(shí)刻面積差最大,所以相距最遠(yuǎn),在0~t2時(shí)間內(nèi),丙、丁兩車間的距離一直增大.C項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤. 3.(2019年1月湖北黃岡市調(diào)研)甲、乙兩車在平直的公路上向相同的方向行駛,兩車的速度v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示,其中陰影部分面積分別為S1、S2,下列說法正確的是( ) A.若S1=S2,則甲、乙兩車一定在t2時(shí)刻相遇 B.若S1>S2,則甲、乙兩車在0-t2時(shí)間內(nèi)不會(huì)相遇 C.在t1時(shí)刻,甲、乙兩車加速度相等 D.0-t2時(shí)間內(nèi),甲車的平均速度v< 【參考答案】D 【名師解析】由于題述沒有明確甲、乙兩車在平直的公路上從同一地點(diǎn)同時(shí)向相同的方向
19、行駛,所以若S1=S2,則甲、乙兩車不一定在t2時(shí)刻相遇,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;若S1>S2,甲、乙兩車在平直的公路上從同一地點(diǎn)同時(shí)向相同的方向行駛,則甲、乙兩車在0-t2時(shí)間內(nèi)可能會(huì)相遇,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在t1時(shí)刻,甲、乙兩車速度相等,甲車加速度小于乙車加速度,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)速度圖像面積表示位移可知,0-t2時(shí)間內(nèi),甲車的位移小于t2,0-t2時(shí)間內(nèi),甲車的平均速度v<,選項(xiàng)D正確。 4.(2019武漢調(diào)研)甲、乙兩輛汽車沿平直的公路直線運(yùn)動(dòng),其v-t圖像如圖所示。已知t=0時(shí),甲車領(lǐng)先乙車5km,關(guān)于兩車運(yùn)動(dòng)的描述,下列說法正確的是( ) A . 0~4h 時(shí)間內(nèi),甲車勻速直線運(yùn)動(dòng)
20、 B . 0~4h 時(shí)間內(nèi),甲、乙兩車相遇 3 次 C . t = lh 時(shí),甲、乙兩車第一次相遇 D . t = 4h 時(shí),甲車領(lǐng)先乙車 5 km 【參考答案】 B 【命題意圖】本題考查對(duì)速度圖像的理解運(yùn)用和追擊相遇及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。 【解題思路】根據(jù)題給的速度圖像可知,在0~4h 時(shí)間內(nèi),甲車勻減速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)速度圖像的面積表示位移可知,在0~0.5h內(nèi)兩車相遇一次,在1~2h內(nèi)兩車相遇一次,在2~4h之內(nèi)兩車相遇一次,即在0~4h 時(shí)間內(nèi),甲、乙兩車相遇 3 次,選項(xiàng)B正確C錯(cuò)誤;根據(jù)速度圖像的面積表示位移可知,在t=0到t = 4h的時(shí)間
21、內(nèi),甲車位移為x甲=×40×4km=80km,乙車位移為x乙=×40×1km+20×3km+×20×1km =90km,由x乙- x甲-5km=5km可知,t = 4h時(shí),甲車落后乙車 5 km,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 【方法歸納】對(duì)于以速度圖像給出解題信息問題,要利用速度圖像的斜率表示加速度,速度圖像的面積表示位移解答。所謂相遇,是指在同一時(shí)刻兩物體處于同一位置。對(duì)于追擊相遇問題,要利用位移關(guān)系和時(shí)間關(guān)系。 5.(2019高考III卷押題卷01)在平直公路上行駛的a車和b車,其位移時(shí)間圖象分別為圖中直線a和曲線b。t=3 s時(shí),直線a和曲線b剛好相切,下列說法正確的是( ) A.t=3
22、s時(shí),兩車速度相等 B.a(chǎn)車做勻速運(yùn)動(dòng),b車做加速運(yùn)動(dòng) C.在運(yùn)動(dòng)過程中,b車始終沒有超過a車 D.在0~3 s的時(shí)間內(nèi),a車的平均速度比b車的大 【參考答案】AC 【名師解析】t=3 s時(shí),直線a和曲線b剛好相切,說明t=3 s時(shí),兩車速度相等,選項(xiàng)A正確;由圖像可知,a車做勻速直線運(yùn)動(dòng),b車做減速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在運(yùn)動(dòng)過程中,b車始終沒有超過a車,選項(xiàng) C正確;在0~3 s的時(shí)間內(nèi),a車的位移小于b車的位移,根據(jù)平均速度的定義,在0~3 s的時(shí)間內(nèi),a車的平均速度比b車的平均速度小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 【1年仿真原創(chuàng)】 1.甲、乙兩
23、車在同一條直道上行駛,它們運(yùn)動(dòng)的位移x隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖所示。已知乙車做勻變速直線運(yùn)動(dòng),其圖線與t軸相切于10 s處。則下列說法正確的是( ) A.甲車的初速度為零 B.乙車的初位置在x0=60 m處 C.乙車的加速度大小為1.6 m/s2 D.5 s時(shí)兩車相遇,此時(shí)乙車速度較大 【參考答案】:CD 【名師解析】由位移圖像可知,甲車做勻速直線運(yùn)動(dòng),乙車做勻變速直線運(yùn)動(dòng),其圖線與t軸相切于10 s處,10s時(shí)乙車速度減小到零。根據(jù)位移圖像斜率表示速度可知甲車的初速度為4m/s,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;把末速度為零的乙車
24、的運(yùn)動(dòng)做逆向處理,看作初速度為零勻加速直線運(yùn)動(dòng),由20=at12,t1=5s,x0=at2,t=10s,解得:x0=80m,a=1.6 m/s2。即乙車的初位置在x0=80 m處,乙車的加速度大小為1.6 m/s2,選項(xiàng)B錯(cuò)誤C正確;5 s時(shí)兩車都處在x=20m處相遇,此時(shí)乙車速度v=at1=1.6×5m/s=8.0m/s,而甲車的速度為4m/s,乙車速度較大,選項(xiàng)D正確。 2.貨車和客車在公路上同一車道行駛,客車在前,貨車在后,突然出現(xiàn)緊急情況,兩車同時(shí)剎車,剛開始剎車時(shí)兩車相距30m,剎車過程中兩車的v-t圖像如圖所示,則下列判斷正確的是( ) A. 在t=10s時(shí)刻兩車發(fā)
25、生追尾事故 B. 在t=10s時(shí)刻之前兩車發(fā)生追尾事故 C.兩車不會(huì)追尾,在t=10s時(shí)刻兩車相距距離為50m D. 兩車會(huì)在客車停止之后發(fā)生追尾事故 【參考答案】 D 【名師解析】由題可知,客車在前,貨車在后,且t=10s之前, 故t=10s時(shí),兩者相距最遠(yuǎn)。這10s內(nèi)貨車的位移;客車的位移;最遠(yuǎn)距離為300m-250m+30m=80m,故A、B、C錯(cuò)誤;當(dāng)t=20s客車停下來時(shí),根據(jù)對(duì)稱性可知,此時(shí)兩車的距離與t=0時(shí)的距離相同,不會(huì)追尾,由圖可知?jiǎng)x車后,貨車的位移;客車的位移;,所以會(huì)發(fā)生追尾,故D正確; 3.在平直公路上行駛
26、的a車和b車,其位移—時(shí)間圖象分別為圖中直線a和曲線b,已知b車的加速度恒定且a=-2 m/s2,t=3 s時(shí),直線a和曲線b剛好相切。求:t=0時(shí)a車和b車的距離x0。 【參考答案】:9m 【名師解析】由題圖可知,a車的速度va= m/s=2 m/s t=3 s時(shí),直線a和曲線b剛好相切,即此時(shí)b車的速度vb′=va=2 m/s 設(shè)b車的初速度為vb,對(duì)b車,vb+at=vb′ 解得vb=8 m/s t=3 s時(shí),a車的位移xa=vat=6 m b車的位移xb=t=15 m 由題圖知,t=3 s時(shí)a車和b車到達(dá)同一位置,得x0=xb-xa=9 m。 4.甲、乙兩車在平直公路
27、上同向行駛,其v-t圖象如圖所示。已知兩車在t=30 s時(shí)并排行駛,則( ) A. 在t=10 s時(shí),甲車在乙車后 B. 在t=0時(shí),乙車在甲車前100m C. 兩車另一次并排行駛的時(shí)刻有可能是t=5 s D. 甲、乙車兩次并排行駛之間沿兩車的最大距離為200 m 【參考答案】 B 【名師解析】在v-t圖象中,圖線與坐標(biāo)軸所圍的“面積”大小表示位移,由圖象可知,10s到30s甲、乙兩車通過的位移相等,兩車在t=30s時(shí)并排行駛,所以兩車在t=10s時(shí)也并排行駛,故A、C錯(cuò)誤;圖象可知,甲的加速度為:,乙的加速度為:,0至10s,甲的位移:,乙的位移:,△x=x1-x2=10
28、0m,即在t=0時(shí),乙車在甲車前100m,故B正確;甲、乙車兩次并排行駛之間也就是10s到30s之間,兩車速度相等時(shí),距離最遠(yuǎn),也就是20s時(shí)相距離最遠(yuǎn),10s兩車并排,10s至20s,甲的位移:,乙的位移:,兩車距離△x=400m-300m=100m,故D錯(cuò)誤。 5.甲、乙兩物體同時(shí)從同一位置出發(fā),二者的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示,下列說法正確的是 ( ) A. 0~1s內(nèi),甲的平均速度比乙的小 B. 相遇前,兩物體在t =1s時(shí)兩物體間距離最大 C. t=2s時(shí),甲、乙相遇 D. t =4s時(shí),甲、乙相遇 【參考答案
29、】D 【名師解析】0~1s內(nèi),甲的平均速度,乙的的平均速度,甲的平均速度比乙的大,故A錯(cuò)誤;相遇前,兩物體速度相等時(shí)距離最大,在t =2s時(shí)兩物體間距離最大,故B、C錯(cuò)誤;設(shè)經(jīng)過時(shí)間t,甲乙相遇,則有,解得t=4s,故D正確。 6. 甲、乙兩車在同一水平道路上,一前一后相距x=6m,乙車在前,甲車在后,某時(shí)刻兩車同時(shí)開始運(yùn)動(dòng),兩車運(yùn)動(dòng)的過程如圖所示,則下列表述正確的是( ) A. 當(dāng)t=4 s時(shí)兩車相遇 B. 當(dāng)t=4 s時(shí)甲車在前,乙車在后 C. 兩車有兩次相遇 D. 兩車有三次相遇 【參考答案】B D 【名師解析】
30、 A、B速度時(shí)間圖象與時(shí)間軸圍成的面積可表示位移,則0-4s,甲的位移為x甲=×(16+8)×4m=48m,乙的位移為x乙=×(12+8)×4m=40m,因?yàn)閤甲>x乙+x,當(dāng)t=4s時(shí),甲車在前,乙車在后,相距2m.所以當(dāng)t=4s時(shí)兩車不相遇,第一次相遇發(fā)生在4s之前.故A錯(cuò)誤,B正確.0-6s,甲的位移為60m,乙的位移為54m,兩車第二次相遇,6s后,由于乙的速度大于甲的速度,乙又跑到前面,8s后,由于甲的速度大于乙的速度,兩車還會(huì)發(fā)生第三次相遇,故C錯(cuò)誤,D正確. 7.一步行者以勻速運(yùn)動(dòng)跑去追趕被紅燈阻停的公交車,在跑到距汽車36m處時(shí),綠燈亮了,汽車勻加速啟動(dòng)前進(jìn),其后兩者的v-t
31、圖象如圖所示,則下列說法正確的是( ) A. 人不能追上公共汽車,且車開動(dòng)后,人車距離越來越遠(yuǎn) B. 人能追上公共汽車,追趕過程中人跑了32m C. 汽車開動(dòng)16s時(shí)人能追上公共汽車 D. 人不能追上公共汽車,人、車最近距離為4m人 【參考答案】D 【名師解析】開始階段,人的速度大于汽車的速度,人和車的距離在減?。划?dāng)人的速度小于汽車的速度時(shí),人和車的增大,所以A錯(cuò)誤;由圖可知,汽車的加速度a=1m/s2,經(jīng)過時(shí)間t=8s兩者速度相等,此時(shí)步行者的位移,汽車的位移,因?yàn)?,故人不能追上汽車;人車最近距離,故D正確,B、C錯(cuò)誤。 8. 甲、乙兩車在平直公路上同向行駛,其v-t圖
32、象如圖所示。已知兩車在t=30 s時(shí)并排行駛,則( ) A. 在t=10 s時(shí),甲車在乙車后 B. 在t=0時(shí),乙車在甲車前100m C. 兩車另一次并排行駛的時(shí)刻有可能是t=5 s D. 甲、乙車兩次并排行駛之間沿兩車的最大距離為200 m 【參考答案】 B 【名師解析】在v-t圖象中,圖線與坐標(biāo)軸所圍的“面積”大小表示位移,由圖象可知,10s到30s甲、乙兩車通過的位移相等,兩車在t=30s時(shí)并排行駛,所以兩車在t=10s時(shí)也并排行駛,故A、C錯(cuò)誤;圖象可知,甲的加速度為:,乙的加速度為:,0至10s,甲的位移:,乙的位移:,△x=x1-x2=100m,即在t=0時(shí),乙
33、車在甲車前100m,故B正確;甲、乙車兩次并排行駛之間也就是10s到30s之間,兩車速度相等時(shí),距離最遠(yuǎn),也就是20s時(shí)相距離最遠(yuǎn),10s兩車并排,10s至20s,甲的位移:,乙的位移:,兩車距離△x=400m-300m=100m,故D錯(cuò)誤。 預(yù)測(cè)考點(diǎn)二:用函數(shù)討論追擊和相遇 【2年模擬再現(xiàn)】 1.一輛汽車正以v1=10 m/s的速度在平直公路上勻速行駛,發(fā)現(xiàn)正前方有一輛自行車以v2=4 m/s的速度做同方向的勻速直線運(yùn)動(dòng),汽車立即關(guān)閉油門做加速度大小為a=0.6 m/s2的勻減速運(yùn)動(dòng),汽車恰好沒有碰上自行車,則( ) A.關(guān)閉油門后,汽車恰好沒有碰上自行車時(shí)所用時(shí)間為10 s
34、 B.關(guān)閉油門后,汽車恰好沒有碰上自行車時(shí)所用時(shí)間為 s C.關(guān)閉油門時(shí),汽車與自行車的距離為30 m D.關(guān)閉油門時(shí),汽車與自行車的距離為 m 【參考答案】 AC 【名師解析】 撞不上的臨界條件為速度相等時(shí)恰好追上,則有v1-at=v2,代入數(shù)據(jù)解得t=10 s,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;設(shè)汽車的位移為x1,自行車的位移為x2,則由位移關(guān)系有x1=x2+x,即t=x+v2t,代入數(shù)據(jù)解得x=30 m,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。 2. 如圖所示,處于平直軌道上的A、B兩物體相距s,同時(shí)同向開始運(yùn)動(dòng),A以初速度v1、加速度a1做勻加速運(yùn)動(dòng),B由靜止開始以加速度a2做勻加速運(yùn)動(dòng)下列情況不可能發(fā)生
35、的是(假設(shè)A能從B旁邊通過且互不影響)( ) A. a1= a2,能相遇一次 B. a1> a2 ,能相遇兩次 C. a1< a2 ,可能相遇一次 D. a1< a2 ,可能相遇兩次 【參考答案】B 【名師解析】用圖象法我們畫出滿足題給條件的v—t圖象. 圖甲對(duì)應(yīng)a1= a2的情況,兩物體僅在t=t1時(shí)相遇一次(圖中陰影部分面積為s). 圖乙對(duì)應(yīng)a1> a2的情況,兩物體僅在t=t2時(shí)相遇一次. 圖丙對(duì)應(yīng)a1< a2的情況,若陰影部分面積等于s,則相遇一次;若陰影部分面積小于s,則A、B不可能相遇;若陰影部分面積大于s,則可能相遇兩次,如圖丁
36、所示.故選項(xiàng)B正確. 作出不同情況下A、B的速度時(shí)間圖線,結(jié)合圖線圍成的面積分析判斷相遇的次數(shù).本題為追及相遇問題,首先要從題意中找中運(yùn)動(dòng)的情景,再由運(yùn)動(dòng)學(xué)中位移關(guān)系確定二者能否再次相遇;本題用圖象進(jìn)行分析比較簡便. 3.同向運(yùn)動(dòng)的甲乙兩質(zhì)點(diǎn)在某時(shí)刻恰好通過同一路標(biāo),以此時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),此后甲質(zhì)點(diǎn)的速度隨時(shí)間的變化關(guān)系為,乙質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間的變化關(guān)系為試求: 兩質(zhì)點(diǎn)何時(shí)再次相遇? 兩質(zhì)點(diǎn)再次相遇之前何時(shí)相距最遠(yuǎn)?最遠(yuǎn)的距離是多少? 【名師解析】由甲質(zhì)點(diǎn)速度隨時(shí)間變化關(guān)系得, 甲做勻變速直線運(yùn)動(dòng),,, 則甲的位移隨時(shí)間的變化關(guān)系為: 由乙質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間變化關(guān)系為: 若甲乙再次相
37、遇,兩者位移相等,則有: 由得,,, 由題意得兩質(zhì)點(diǎn)5s時(shí)再次相遇. 由乙質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間的變化關(guān)系為:, 乙做勻變速直線運(yùn)動(dòng),有:,, 則乙的速度隨時(shí)間變化關(guān)系為: 則甲質(zhì)點(diǎn)的速度隨時(shí)間的變化關(guān)系為 由題意得當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)速度相等時(shí),兩者相距最遠(yuǎn), 由得, 則兩質(zhì)點(diǎn)兩次相遇之前相距最遠(yuǎn)的距離. 由,代入數(shù)據(jù)得,兩質(zhì)點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離為:. 答:(1)兩質(zhì)點(diǎn)5s時(shí)再次相遇; (2)兩質(zhì)點(diǎn)再次相遇之前時(shí)相距最遠(yuǎn),最遠(yuǎn)距離為.?? 【1年仿真原創(chuàng)】 1.如圖所示,A、B兩物體相距x=7 m,物體A以vA=4 m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng),而物體B此時(shí)的速度vB=10 m/s,
38、只在摩擦力作用下向右做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度大小為a=2 m/s2,那么物體A追上物體B所用的時(shí)間為( ) A.7 s B.8 s C.9 s D.10 s 【參考答案】B 【名師解析】設(shè)物體B速度減為零的時(shí)間為t1,有t1==5 s,在t1=5 s的時(shí)間內(nèi),物體B的位移為xB1=25 m,物體A的位移為xA1=20 m,由于xA1<xB1+x,故物體A未追上物體B;5 s后,物體B靜止不動(dòng),此時(shí)A、B相距Δx=x+xB1-xA1=12 m,還需t2==3 s物體A才能追上物體B,故物體A追上物體B的總時(shí)間為t=t1+t2=8 s,選項(xiàng)B正確.
39、 2.汽車正在以10 m/s的速度在平直的公路上勻速前進(jìn),在它的正前方x處有一輛自行車以4 m/s的速度做同方向的勻速直線運(yùn)動(dòng),汽車立即關(guān)閉油門做a=-6 m/s2的勻變速運(yùn)動(dòng).若汽車恰好碰不上自行車,則x的大小為( ) A.9.67 m B.3.33 m C.3 m D.7 m 【參考答案】C 【名師解析】設(shè)經(jīng)過t時(shí)間汽車的速度和自行車速度相同, 解得t==1 s, t時(shí)間內(nèi)汽車的位移x1=t=7 m, 自行車的位移x2=vt=4 m,求得x=x1-x2=3 m,所以選C. 3.甲、乙兩輛車在同一直軌道上向右勻速行駛,
40、甲車的速度為v1=16 m/s,乙車的速度為v2=12 m/s,乙車在甲車的前面。當(dāng)兩車相距L=6 m時(shí),兩車同時(shí)開始剎車,從此時(shí)開始計(jì)時(shí),甲車以a1=2 m/s2的加速度剎車,6 s后立即改做勻速運(yùn)動(dòng),乙車剎車的加速度為a2=1 m/s2。求: (1)從兩車剎車開始計(jì)時(shí),甲車第一次追上乙車的時(shí)間; (2)兩車相遇的次數(shù); (3)兩車速度相等的時(shí)間。 【參考答案】 (1)2 s (2)3次 (3)4 s和8 s 【名師解析】 (1)在甲減速時(shí),設(shè)經(jīng)時(shí)間t相遇,甲和乙的加速度分別為a1、a2,位移分別為x1、x2,則有 x1=v1t-a1t2,x2=v2t-a2t2,x1=x2+L
41、 聯(lián)立解得t1=2 s,t2=6 s 即在甲車減速時(shí),相遇兩次,第一次相遇的時(shí)間為t1=2 s (2)當(dāng)t2=6 s時(shí),甲車的速度為v1′=v1-a1t2=4 m/s,乙車的速度為v2′=v2-a2t2=6 m/s,甲車的速度小于乙車的速度,但乙車做減速運(yùn)動(dòng),設(shè)再經(jīng)Δt甲追上乙,有v1′Δt=v2′Δt-a2Δt2 解得Δt=4 s 此時(shí)乙仍在做減速運(yùn)動(dòng),此解成立 綜合以上分析知,甲、乙兩車共相遇3次。 (3)第一次速度相等的時(shí)間為t3,有v1-a1t3=v2-a2t3 解得t3=4 s 甲車勻速運(yùn)動(dòng)的速度為4 m/s,第二次速度相等的時(shí)間為t4,有v1′=v2-a2t4 解
42、得t4=8 s 4.甲、乙兩輛車在同一直軌道上向右勻速行駛,甲車的速度為v1=16 m/s,乙車的速度為v2=12 m/s,乙車在甲車的前面.當(dāng)兩車相距L=6 m時(shí),兩車同時(shí)開始剎車,從此時(shí)開始計(jì)時(shí),甲車以a1=2 m/s2的加速度剎車,6 s后立即改做勻速運(yùn)動(dòng),乙車剎車的加速度為a2=1 m/s2.求: (1)從兩車剎車開始計(jì)時(shí),甲車第一次追上乙車的時(shí)間; (2)兩車相遇的次數(shù); (3)兩車速度相等的時(shí)間. 【參考答案】(1)2 s (2)3次 (3)4 s和8 s 【名師解析】(1)在甲減速時(shí),設(shè)經(jīng)時(shí)間t相遇,甲和乙的位移分別為x1、x2,則有 x1=v1t-a1t2,x2=
43、v2t-a2t2,x1=x2+L 聯(lián)立解得t1=2 s,t2=6 s 即在甲車減速時(shí),相遇兩次,第一次相遇的時(shí)間為t1=2 s (2)當(dāng)t2=6 s時(shí),甲車的速度為v1′=v1-a1t2=4 m/s,乙車的速度為v2′=v2-a2t2=6 m/s,甲車的速度小于乙車的速度,但乙車做減速運(yùn)動(dòng),設(shè)再經(jīng)Δt甲追上乙,有 v1′Δt=v2′Δt-a2Δt2 解得Δt=4 s 此時(shí)乙仍在做減速運(yùn)動(dòng),此解成立 綜合以上分析知,甲、乙兩車共相遇3次. (3)第一次速度相等的時(shí)間為t3,有 v1-a1t3=v2-a2t3 解得t3=4 s 甲車勻速運(yùn)動(dòng)的速度為4 m/s,第二次速度相等的
44、時(shí)間為t4,有v1′=v2-a2t4 解得t4=8 s 5.現(xiàn)有一輛摩托車先由靜止開始以2.5 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng),后以最大行駛速度25 m/s勻速行駛,追趕前方以15 m/s的速度同向勻速行駛的卡車.已知摩托車開始運(yùn)動(dòng)時(shí)與卡車的距離為200 m,則: (1)追上卡車前二者相隔的最大距離是多少? (2)摩托車經(jīng)過多少時(shí)間才能追上卡車? 【參考答案】(1)245 m (2)32.5 s 【名師解析】(1)由題意得摩托車勻加速運(yùn)動(dòng)最長時(shí)間: t1==10 s 此過程的位移: x1==125 m<x0=200 m 所以摩托車在達(dá)到最大速度之前沒有追上卡車. 在追上卡車
45、前當(dāng)二者速度相等時(shí)相距最大,設(shè)從開始經(jīng)過t2時(shí)間速度相等,最大間距為xm,則v=at2 解得t2==6 s 最大間距xm=(x0+vt2)-at=245 m (2)設(shè)從開始經(jīng)過t時(shí)間摩托車追上卡車,則有 +vm(t-t1)=x0+vt 解得t=32.5 s. 6.汽車A以vA=4 m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),在其前方相距x0=7 m處以vB=10 m/s的速度同向運(yùn)動(dòng)的汽車B正開始剎車做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小a=2 m/s2。從此刻開始計(jì)時(shí)。求: (1)A追上B前,A、B間的最遠(yuǎn)距離是多少? (2)經(jīng)過多長時(shí)間A才能追上B? 【參考答案】(1)16 m (2)8 s 【名師解析】(1)當(dāng)A、B兩汽車速度相等時(shí),兩車間的距離最遠(yuǎn),即vB-at=vA,解得t=3 s 汽車A的位移xA=vAt=12 m 汽車B的位移xB=vBt-at2=21 m 故最遠(yuǎn)距離Δxm=xB+x0-xA=16 m (2)汽車B從開始減速直到靜止經(jīng)歷的時(shí)間 t1==5 s 運(yùn)動(dòng)的位移xB′==25 m 汽車A在t1時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移 xA′=vAt1=20 m 此時(shí)相距Δx=xB′+x0-xA′=12 m 汽車A需再運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t2==3 s 故A追上B所用時(shí)間t=t1+t2=8 s 21
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