专题04 多过程问题和追及相遇问题(导学案)(含答案) 2025年高三物理一轮复习多维度精讲导学与分层专练

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专题04 多过程问题和追及相遇问题(导学案)(含答案) 2025年高三物理一轮复习多维度精讲导学与分层专练

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专题 04 多过程问题和追及相遇问题
目录
考点一 多过程问题....................................................................................................................................................1
考向 1 多过程“上凸”模型 .................................................................................................................................2
考向 2 多过程“下凹”模型 .................................................................................................................................3
考点二 追及相遇问题................................................................................................................................................4
考向 1 利用图像解决追及相遇问题 ...............................................................................................................5
考向 2 一维追及相遇问题 .................................................................................................................................6
考向 3 二维相遇问题 .........................................................................................................................................6
考点一 多过程问题
知识点一 多过程问题的处理方法和技巧
(1)充分借助 v-t 图像,从图像中可以反映出物体运动过程经历的不同阶段,可获得的重要信息有加速度
(斜率)、位移(面积)和速度;
(2)不同过程之间的衔接的关键物理量是不同过程之间的衔接速度;
1
(3)用好匀变速直线运动的三个基本公式和平均速度公式:v=v0+at;x=v0t+ at2;v2-v02=2ax;x=2
v+v0
t。
2
知识点二 两种常见的多过程模型
(1)多过程 v-t 图像“上凸”模型
【特点】
全程初末速度为零,匀加速直线运动过程和匀减速过程平均速度相等。
【三个比例关系】
a t
①由速度公式:v=a1t1;v=a2t2(逆向看作匀加速直线运动) 得: 1 1 ;a2 t2
a x
②由速度位移公式:v2=2a x 21 1; v =2a2x2 (逆向看作匀加速直线运动) 得: 1 1 ;a2 x2
x vt1 x vt2 t1 x③由平均速度位移公式: ; 得: 11 2 2

2 t2 x2
【衔接速度和图线所围面积】
①衔接速度是两个不同过程联系的关键,它可能是一个过程的末速度,另外一个过程的初速度。
②图线与 t 轴所围面积,可能是某个过程的位移,也可能是全过程的位移。
(2)多过程 v-t 图像“下凹”模型
【案例】车过 ETC 通道耽搁时间问题:
x
耽搁的距离:阴影面积表示的位移 x ;耽搁的时间: t
v
考向 1 多过程“上凸”模型
1.如图甲,CT是一种重要的医疗检测手段,启动CT床将人体沿水平直线送入扫描筒中,CT 床的速度随
时间变化规律如图乙所示,加速和减速阶段的加速度大小都为 4m/s2,测得全程总时间为1.1s,总位移为
0.4m,则该过程中的最大速度为(  )
A. 2.2m/s B.0.72m/s C.0.4m/s D.0.36m/s
2.如图所示,在建筑工地,起重机将质量为 m=1×103kg 的重物竖直吊起。若重物从地面先以加速度 a1做匀
加速运动,达到最大速度 v=1m/s 后以最大速度匀速运动,最后以加速度 a2做匀减速运动,恰好到达高层建
筑平台时速度为零。假定高层建筑平台离地面的高度为 H=12.5m。重物经过 5s 匀加速运动达到最大速度 v,
从地面到达高层建筑平台仅用时间 20s,重力加速度大小 g 取 9.8m/s2。则(  )
A.重物匀加速上升过程中的加速度大小为 0.4m/s2
B.重物匀加速上升的高度为 2.5m
C.重物匀加速上升过程中对缆绳的拉力大小为 2×104N
D.重物匀速运动的时间为 5s
考向 2 多过程“下凹”模型
3.ETC 又称自动道路缴费系统,该系统的推行,有效的缓解高速公路收费站的拥堵现象。若某汽车在高速
上正常行驶速度为 30m/s,沿该平直公路通过收费站 ETC 通道时,其速度随时间变化的关系如图所示,则
ETC 通道对该车行驶产生的时间延误为(  )
A.8s B.20s C.26s D.40s
4.甲以速度 v0做匀速直线运动,乙先做初速度为 v0的匀减速直线运动,再做匀加速直线运动,最后速度变
为 v0,t0时刻乙的速度为 0, t 0时甲、乙从同一地点出发,这段时间内,甲、乙的 v- t 图像如图所示,甲
的图线与乙的图线所围成的面积为 S0。在 t 0到甲、乙的速度再次相等的过程中,下列说法正确的是( )
A.甲的位移大小为2S0
S
B.乙做匀加速直线运动的位移大小为 0
2
C.甲、乙的速度再次相等的时刻一定为3t0
v 2
D 0.乙做匀加速直线运动的加速度大小为
S0 - v0t0
考点二 追及相遇问题
知识点 追击相遇问题的解题思路和技巧
1.情景分析法解题思路
2.图像分析法的解题思路
图像分析法是指将两个物体的运动图像画在同一坐标系中,然后根据图像分析求解相关问题。
(1)若用位移图像求解,分别作出两个物体的位移图像,如果两个物体的位移图像相交,则说明两物体
相遇。
(2)若用速度图像求解,则注意比较速度图线与时间轴包围的面积。
[注意] x-t 图像的交点表示两物体相遇,而 v-t 图像的交点只表示两物体此时速度相等。
3.函数判断法的解题技巧
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 xA=xB+x0
(1)若Δ>0有两解,说明两物体相遇两次;
(2)若Δ=0有一解,说明两物体相遇一次;
(3)若Δ<0 无解,说明两物体不能相遇。
考向 1 利用图像解决追及相遇问题
5.玩具车甲、乙在两条平行的直轨道上运行,它们的运动图像如图所示。初始时刻,两车在运动方向上相
距 l 1m,甲在前,乙在后,下列说法正确的是(  )
A.甲、乙两车之间的距离先减小后增加
B.甲车做加速度大小为 a 0.5m/s2的匀加速直线运动,乙车做匀速直线运动
C.在 t t0时刻甲、乙两车共速
D.0~t0,甲车的平均速度大小为 4m/s
6.国产新型磁悬浮列车甲、乙(都可视为质点)分别处于两条平行直轨道上。开始时( t 0),乙车在前,
甲车在后,两车间距为 x0 ,在 t 0时甲车先启动, t 3s时乙车再启动,两车启动后都是先做匀加速运动,
后做匀速运动,两车运动的 v- t 图像如图所示。下列说法正确的是(  )
A.在两车加速过程中,甲车的加速度大于乙车的加速度
B.无论 x0 取何值,甲、乙两车一定在 7s 末相遇
C.若 x0 70m,则两车间距离最小为 30m
D.在0 ~ 7s内,甲车的平均速度大于乙车的平均速度
考向 2 一维追及相遇问题
7.一辆从高速公路服务区驶出的小汽车以 90km/h 的速度并入高速公路行车道向前行驶,司机突然发现前
方约 100m 处有一辆正打开双闪的小汽车,以约 45km/h 的速度缓慢行驶,司机发现无法变道的情况后,经
3s 的反应时间开始刹车,刹车加速度大小约为 5m/s2.则两车相距最近的距离约为( )
A.47m B.53m C.15m D.63m
8.在高速公路上,有时会发生“追尾”事故——后面的汽车撞上前面的汽车。汽车甲以速度 v1在邢衡高速公
路上匀速行驶,正前方的汽车乙以速度 v2做匀速直线运动,当两者相距 s 时,甲车司机意识到再以当前速度
行驶可能会发生“追尾”事故,因此紧急刹车,假设司机的反应时间(从意识到应该刹车至操作刹车的时间)
为 t,刹车过程看成匀减速直线运动,为避免“追尾”,加速度大小 a 应满足的关系为(  )
v 2 2 2
A. a > 1
- v2 v - vB 1 2. a >
2s - 2 v - v t 2s - v1 - v1 2 2 t
v 2 - v 2 v 2 - v 2
C. a > 1 2 a > 1 22s + 2 v1 - v2 t
D. 2s - 2 v1 - v2 t
考向 3 二维相遇问题
9.如图所示,在无红绿灯的十字路口,甲、乙两车均以 20m/s的速度分别沿相互垂直的车道匀速行驶,该
路段车速不允许超过90km/h ,达到此速度后做匀速运动不视为违章。甲车一直保持匀速行驶,乙车驾驶员
在两车车头均距离十字路口 x 30m处采取措施,他可以采用两种操作:一种是减速,让甲车先通过路口;
另一种是尽快加速,在甲车到达路口之前冲过路口。已知乙车的加速或减速过程均为匀变速直线运动,甲
车长 L1 10m,乙车长 L2 5m,两车宽度均可忽略。试通过计算分析:为避免相撞且不违章,在这两种操
作情况下,乙车做匀变速直线运动的加速度各需满足什么条件?
10.高空坠物现象被称为“悬在城市上空的痛”。距地面高 H=47m 的阳台上的花盆因受扰动而掉落,掉落过
程可看做自由落体运动(花盆可视为质点)。现有一辆长 L1=8m、高 h=2m 的货车,正以 v0=9m/s 的速度驶
向阳台正下方的通道。花盆刚开始掉落时,货车车头距花盆的水平距离为 L2=24m,由于道路限制,汽车只
能直行通过阳台的正下方的通道。
(1)若货车行驶到阳台下方被花盆砸中,求花盆在空中运动的时间:
(2)若司机发现花盆开始掉落,采取制动的方式来避险,货车最大加速度为 4.5m/s2,使货车在花盆砸落点
前停下,求货车司机允许反应的最长时间;
(3)若司机发现花盆开始掉落,司机反应时间 t 1s ,若货车在避险时的运动可视为匀变速直线运动,讨
论货车有哪些避险方法,每种方法货车的加速度应该满足什么条件?专题 04 多过程问题和追及相遇问题
目录
考点一 多过程问题....................................................................................................................................................1
考向 1 多过程“上凸”模型 .................................................................................................................................2
考向 2 多过程“下凹”模型 .................................................................................................................................3
考点二 追及相遇问题................................................................................................................................................5
考向 1 利用图像解决追及相遇问题 ...............................................................................................................6
考向 2 一维追及相遇问题 .................................................................................................................................7
考向 3 二维相遇问题 .........................................................................................................................................8
考点一 多过程问题
知识点一 多过程问题的处理方法和技巧
(1)充分借助 v-t 图像,从图像中可以反映出物体运动过程经历的不同阶段,可获得的重要信息有加速度
(斜率)、位移(面积)和速度;
(2)不同过程之间的衔接的关键物理量是不同过程之间的衔接速度;
1
(3)用好匀变速直线运动的三个基本公式和平均速度公式:v=v0+at;x=v0t+ at2;v2-v02=2ax;x=2
v+v0
t。
2
知识点二 两种常见的多过程模型
(1)多过程 v-t 图像“上凸”模型
【特点】
全程初末速度为零,匀加速直线运动过程和匀减速过程平均速度相等。
【三个比例关系】
a t
①由速度公式:v=a1t1;v=a2t2(逆向看作匀加速直线运动) 得: 1 1 ;a2 t2
②由速度位移公式:v2=2a x ; v2
a x
1 1 =2a2x2 (逆向看作匀加速直线运动) 得: 1 1 ;a2 x2
vt vt
③由平均速度位移公式: x 1 ; x 2 t x1 2 得: 1 1 。2 2 t2 x2
【衔接速度和图线所围面积】
①衔接速度是两个不同过程联系的关键,它可能是一个过程的末速度,另外一个过程的初速度。
②图线与 t 轴所围面积,可能是某个过程的位移,也可能是全过程的位移。
(2)多过程 v-t 图像“下凹”模型
【案例】车过 ETC 通道耽搁时间问题:
x
耽搁的距离:阴影面积表示的位移 x ;耽搁的时间: t
v
考向 1 多过程“上凸”模型
1.如图甲,CT是一种重要的医疗检测手段,启动CT床将人体沿水平直线送入扫描筒中,CT 床的速度随
时间变化规律如图乙所示,加速和减速阶段的加速度大小都为 4m/s2,测得全程总时间为1.1s,总位移为
0.4m,则该过程中的最大速度为(  )
A. 2.2m/s B.0.72m/s C.0.4m/s D.0.36m/s
【答案】C
【详解】设加速与减速时间为 t,则最大速度为 4t,根据图像与坐标轴所围成的面积表示位移可得
1
(1.1- 2t +1.1) 4t 0.14m 解得 t 0.1s故该过程中的最大速度为 v
2 max
4t 0.4m/s 故选 C。
2.如图所示,在建筑工地,起重机将质量为 m=1×103kg 的重物竖直吊起。若重物从地面先以加速度 a1做匀
加速运动,达到最大速度 v=1m/s 后以最大速度匀速运动,最后以加速度 a2做匀减速运动,恰好到达高层建
筑平台时速度为零。假定高层建筑平台离地面的高度为 H=12.5m。重物经过 5s 匀加速运动达到最大速度 v,
从地面到达高层建筑平台仅用时间 20s,重力加速度大小 g 取 9.8m/s2。则(  )
A.重物匀加速上升过程中的加速度大小为 0.4m/s2
B.重物匀加速上升的高度为 2.5m
C.重物匀加速上升过程中对缆绳的拉力大小为 2×104N
D.重物匀速运动的时间为 5s
【答案】BD
v
【详解】A.由题意知重物在匀加速上升过程中的加速度a1 t 代入数据解得 a1=0.2m/s
2 选项 A 错误;
1
v
B.重物匀加速上升的高度 h t1代入数据得 h=2.5m 选项 B 正确;2
C.在匀加速上升过程中,对重物由牛顿第二定律可得 F-mg=ma1,F=mg+ma1代入数据得 F=1×104N 由牛顿
第三定律知重物对缆绳的拉力大小为 1×104N,选项 C 错误;
v
D.设重物匀速运动的时间为 t2,则H h + vt2 + (t - t1 - t2 ) 代入数据得 t2=5s 选项 D 正确。故选 BD。2
考向 2 多过程“下凹”模型
3.ETC 又称自动道路缴费系统,该系统的推行,有效的缓解高速公路收费站的拥堵现象。若某汽车在高速
上正常行驶速度为 30m/s,沿该平直公路通过收费站 ETC 通道时,其速度随时间变化的关系如图所示,则
ETC 通道对该车行驶产生的时间延误为(  )
A.8s B.20s C.26s D.40s
【答案】B
【详解】根据 v- t 图像与横轴所包围的面积表示位移,可得通过 ETC 通道的位移为
30 + 5 30 + 5x ( 6 -1) m + 5 (14 - 6) m + (41-14)m 600m 没有收费站时,汽车所用时间为
2 2
t x 600 s 20s所以 ETC 通道对该车行驶产生的时间延误为 t ( 41-1- 20) s 20s故选 B。
v 30
4.甲以速度 v0做匀速直线运动,乙先做初速度为 v0的匀减速直线运动,再做匀加速直线运动,最后速度变
为 v0,t0时刻乙的速度为 0, t 0时甲、乙从同一地点出发,这段时间内,甲、乙的 v- t 图像如图所示,甲
的图线与乙的图线所围成的面积为 S0。在 t 0到甲、乙的速度再次相等的过程中,下列说法正确的是( )
A.甲的位移大小为2S0
S
B.乙做匀加速直线运动的位移大小为 0
2
C.甲、乙的速度再次相等的时刻一定为3t0
v 2
D 0.乙做匀加速直线运动的加速度大小为
S0 - v0t0
【答案】A
1
【详解】A.设甲、乙的速度再次相等的时刻为 t1 ,又由 v- t 图像,可得 x甲 v0t1, S0 v0t1所以 x甲=2S0 故 A2
正确;
BC.根据已知条件无法确定 t0 和 t1 的关系,也无法确定乙做匀加速直线运动位移,只有当 t1=2t0 时,乙做匀
S
加速直线运动的位移大小为 0 ,故 BC 错误;
2
v
D.乙做匀加速、匀减速的平均速度均为 0 ,则 x乙=
v0 t1=
1 x甲=S0所以,乙做初速度为零的匀加速直线运动2 2 2
2 1 v
2
0
过程,由速度位移关系,得 v0 2a(S0 - v0t0 )解得 a 故 D 错误。故选 A。2 2S0 - v0t0
考点二 追及相遇问题
知识点 追击相遇问题的解题思路和技巧
1.情景分析法解题思路
2.图像分析法的解题思路
图像分析法是指将两个物体的运动图像画在同一坐标系中,然后根据图像分析求解相关问题。
(1)若用位移图像求解,分别作出两个物体的位移图像,如果两个物体的位移图像相交,则说明两物体
相遇。
(2)若用速度图像求解,则注意比较速度图线与时间轴包围的面积。
[注意] x-t 图像的交点表示两物体相遇,而 v-t 图像的交点只表示两物体此时速度相等。
3.函数判断法的解题技巧
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 xA=xB+x0
(1)若Δ>0有两解,说明两物体相遇两次;
(2)若Δ=0有一解,说明两物体相遇一次;
(3)若Δ<0 无解,说明两物体不能相遇。
考向 1 利用图像解决追及相遇问题
5.玩具车甲、乙在两条平行的直轨道上运行,它们的运动图像如图所示。初始时刻,两车在运动方向上相
距 l 1m,甲在前,乙在后,下列说法正确的是(  )
A.甲、乙两车之间的距离先减小后增加
B.甲车做加速度大小为 a 0.5m/s2的匀加速直线运动,乙车做匀速直线运动
C.在 t t0时刻甲、乙两车共速
D.0~t0,甲车的平均速度大小为 4m/s
【答案】D
1 2 x 1
【详解】B.由 x v0t + at 得 v0 + at 由图像可知,甲车初速度 v0 2m/s
1
由 a
2

2 t 2 2 4 a 1m/s
2所以甲
车做初速度为 v0 2m/s,加速度为 a 1m/s2的匀加速直线运动,乙车做 v 4m/s 的匀速直线运动,故 B 错误;
A.由 v v0 + at
v + v
得共速时 t 2s此时 x甲 0 t 6m , x乙 vt 8m , x x乙 - x甲 2m < l 故共速前乙车已2
追上甲,整个过程中两车可相遇两次,故甲、乙两车之间的距离先减小后增加,再减小再增加,故 A 错误;
1
C.t0时刻二者平均速度相等,则有 4 v0 + a· t0 得 t0 4s此时 v甲 v0 + at0 2 +1 4 6m/s不等于乙车的速度,2
故 C 错误;
D.0~t
v + v
0,甲车的平均速度为 v 0 甲 4m / s 故 D 正确。故选 D。2
6.国产新型磁悬浮列车甲、乙(都可视为质点)分别处于两条平行直轨道上。开始时( t 0),乙车在前,
甲车在后,两车间距为 x0 ,在 t 0时甲车先启动, t 3s时乙车再启动,两车启动后都是先做匀加速运动,
后做匀速运动,两车运动的 v- t 图像如图所示。下列说法正确的是(  )
A.在两车加速过程中,甲车的加速度大于乙车的加速度
B.无论 x0 取何值,甲、乙两车一定在 7s 末相遇
C.若 x0 70m,则两车间距离最小为 30m
D.在0 ~ 7s内,甲车的平均速度大于乙车的平均速度
【答案】D
40 - 0 2 2
【详解】A.根据 v- t 图象的斜率表示加速度,知两车加速过程的加速度分别为 a甲 m/s 8m/s ,5
a 60 - 0乙 m/s
2 10m/s2 所以甲车的加速度大小比乙车的加速度小,故 A 项错误;
9 - 3
B.由 v- t 图像可知,在第 7s 末,两车的速度相等,而图像与 t 轴的面积表示位移,所以从开始到 7s,甲车
x 1通过的路程为 甲 40 5m 40
1
+ 7 - 5 m 180m 乙车通过的路程为 x 40 7 - 3 m 80m 两车路程
2 乙 2
之差为 x甲 - x乙 100m所以只有在 x0 100m 时,甲、乙两车 7s 末才相遇,故 B 项错误;
C.由之前的分析可知,当两车速度相等时间距最小,所以在 t 7s时两车间间距最小,则间距为
s x乙 + x0 - x甲 -30m 即此时甲车已经追上乙车。则两车距离最近出现在 7s 之前,即两车在同一位置时,
所以两车间距最近为 0,故 C 项错误;
x x 80
D.从甲车运动开始计时到 7s 末,甲车平均速度, v 甲
180
m/s乙车的平均速度为 v 乙 m/s甲 甲车t 7 乙 t 7
的平均速度大于乙车的平均速度,故 D 项正确。故选 D。
考向 2 一维追及相遇问题
7.一辆从高速公路服务区驶出的小汽车以 90km/h 的速度并入高速公路行车道向前行驶,司机突然发现前
方约 100m 处有一辆正打开双闪的小汽车,以约 45km/h 的速度缓慢行驶,司机发现无法变道的情况后,经
3s 的反应时间开始刹车,刹车加速度大小约为 5m/s2.则两车相距最近的距离约为( )
A.47m B.53m C.15m D.63m
【答案】A
【详解】设经过 t 时间后,两车速度相等, v1 - a(t - t1) v
90
2 即: - 5 (t - 3)
45
解得: t 5.5s ,后车
3.6 3.6
1
的位移 x1 v1t1 + (v1 + v2 )(t - t1)解得: x1 121.875m,前车的位移 x2 v2t 68.75m 所以两车相距最近距离2
为 xmin x2 +100m - x1 46.875m 47m故 A 正确.
8.在高速公路上,有时会发生“追尾”事故——后面的汽车撞上前面的汽车。汽车甲以速度 v1在邢衡高速公
路上匀速行驶,正前方的汽车乙以速度 v2做匀速直线运动,当两者相距 s 时,甲车司机意识到再以当前速度
行驶可能会发生“追尾”事故,因此紧急刹车,假设司机的反应时间(从意识到应该刹车至操作刹车的时间)
为 t,刹车过程看成匀减速直线运动,为避免“追尾”,加速度大小 a 应满足的关系为(  )
v - v 2 2 2
A. a > 1 2
v1 - vB 2. a >
2s - 2 v - v t 2s - v1 - v t1 2 2
v 2a 1 - v
2 2 2
C 2. > a
v1 - v> 2
2s + 2 v1 - v2 t
D. 2s - 2 v1 - v2 t
【答案】A
【详解】设从开始发现乙车到两车共速时用时间 T,则共速时 v1 - a(T - t) v2 位移关系
2
v 1 2 v1 - v2 1t + v1(T - t) - a(T - t) v2T + s 解得 a= 则为避免“追尾”,加速度大小 a 应满足的关系为2 2s - 2 v1 - v2 t
a v1 - v2
2
> 故选 A。
2s - 2 v1 - v2 t
考向 3 二维相遇问题
9.如图所示,在无红绿灯的十字路口,甲、乙两车均以 20m/s的速度分别沿相互垂直的车道匀速行驶,该
路段车速不允许超过90km/h ,达到此速度后做匀速运动不视为违章。甲车一直保持匀速行驶,乙车驾驶员
在两车车头均距离十字路口 x 30m处采取措施,他可以采用两种操作:一种是减速,让甲车先通过路口;
另一种是尽快加速,在甲车到达路口之前冲过路口。已知乙车的加速或减速过程均为匀变速直线运动,甲
车长 L1 10m,乙车长 L2 5m,两车宽度均可忽略。试通过计算分析:为避免相撞且不违章,在这两种操
作情况下,乙车做匀变速直线运动的加速度各需满足什么条件?
【答案】大于5.0m/s2 ;大于5.0m/s2
【详解】如果乙车做匀减速直线运动:
两车恰好不相碰,则需甲车尾部到达十字路口时,乙车车头刚好到达十字路口,从30m处开始,甲车车尾
x + L 1 2 1 2
通过十字路口所用的时间 t 1 2.0s乙车在 2.0s中最大位移 x vt - at 20 2 - a 2 ÷ m 30mv 2 è 2
得 a 5.0m/s2即只要乙车匀减速直线运动的加速度大于5.0m/s2 ,此种方式两车就能安全通过路口;
如果乙车做匀加速直线运动:
x
甲车车头到达十字路口所用的 t 1.5s 乙车需要在 t 1.5s 时间内,通过的最小位移为35m,设匀加速时间
v
为 t1 vm v + at1达到最大速度 vm 后匀速运动的时间为 t2 t t1 + t2 再由位移公式
x + L vt 1+ at 2 + v t 20 t 1 + a t 22 1 1 m 2 1 1 + 25t

2 ÷ m 35m得 a 5m/s2 即只要乙车匀加速直线运动的加速度2 è 2
大于5.0m/s2 ,此种方式两车就能安全通过路口。
10.高空坠物现象被称为“悬在城市上空的痛”。距地面高 H=47m 的阳台上的花盆因受扰动而掉落,掉落过
程可看做自由落体运动(花盆可视为质点)。现有一辆长 L1=8m、高 h=2m 的货车,正以 v0=9m/s 的速度驶
向阳台正下方的通道。花盆刚开始掉落时,货车车头距花盆的水平距离为 L2=24m,由于道路限制,汽车只
能直行通过阳台的正下方的通道。
(1)若货车行驶到阳台下方被花盆砸中,求花盆在空中运动的时间:
(2)若司机发现花盆开始掉落,采取制动的方式来避险,货车最大加速度为 4.5m/s2,使货车在花盆砸落点
前停下,求货车司机允许反应的最长时间;
(3)若司机发现花盆开始掉落,司机反应时间 t 1s ,若货车在避险时的运动可视为匀变速直线运动,讨
论货车有哪些避险方法,每种方法货车的加速度应该满足什么条件?
5
【答案】(1)3s;(2) s;(3)见解析
3
1 2
【详解】(1)若货车行驶到阳台下方被花盆砸中,根据自由落体运动H - h gt 解得 t 3s
2
v2
(2)制动距离 x1 0 9m 则反应距离 x2 L2 - x1 v0t
5
0货车司机允许反应的最长时间 t0 s2a 3
(3)货车司机反应时间内通过的距离 x3=v0Δt=9m 货车可以继续前进的时间 t1=t-Δt=2s
1
① 2货车司机反应后立即加速,整车恰好完全通过时有最小的加速度 a1,货车位移满足 L1 + L2 - x3 v0t1 + a t2 1 1
代入数据解得 a1=2.5m/s2
②汽车司机反应后立即减速,花盆落到地面时车头恰好到达阳台正下方时有最小的加速度 a2。花盆落到地
面时所有时间满足H
1 gt 2 47m 1 2 解得 t2 3.07s货车位移满足 L2 - x3 v0 t2 -Vt - a2 t2 -Vt
2
解得 a
2 2 2

1.69m/s2 货车司机立即以 a1≥2.5m/s2 加速或立即以 a2≥1.69m/s2 减速能避险。

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