资源简介 习题课二 运动图像 追及相遇问题1.甲、乙两位同学在放学时,从学校所在地骑自行车沿平直的公路回家,先到乙同学家,休息一会儿,甲同学继续骑车前行,在70 min时到家,甲同学的x-t图像如图所示,下列说法错误的是( )A.在前20 min内甲同学做加速运动B.甲同学在乙同学家停留了30 minC.甲、乙两同学家相距3.6 kmD.甲从离开学校至到家的这段时间内,平均速度为2 m/s2.(多选)a、b、c三辆汽车在同一平直训练场地上行驶,它们的v-t图像分别为图中的a、b、c,由图像可知( )A.三辆汽车中b车加速度最大B.c汽车做加速度变大的加速直线运动C.0~4 s内a、b两辆汽车运动方向相同D.第3 s末,b、c两辆汽车的加速度相同3.如图所示,A、B两物体相距s=7 m,物体A以vA=4 m/s的速度向右匀速运动,而物体B此时的速度为vB=10 m/s,向右做匀减速运动,加速度a=-2 m/s2,那么物体A追上物体B所用的时间为( )A.7 s B.8 s C.9 s D.10 s4.(多选)曾经,司机闯黄灯要扣6分,被称为“史上最严交规”。某小轿车驾驶员看到绿灯开始闪时,经短暂思考后开始刹车,小轿车在黄灯刚亮时恰停在停车线上,其v-t图像如图所示。若绿灯开始闪烁时小轿车距停车线距离L=10.5 m,则( )A.小轿车的刹车距离为8 mB.小轿车刹车的加速度大小为2.4 m/s2C.绿灯开始闪烁到黄灯刚亮的时间t0为3 sD.绿灯开始闪烁到黄灯刚亮的时间t0为2.5 s5.(多选)光滑水平面上有一物体,它的初速度v0=1 m/s,现用一水平力拉物体,物体加速度随时间变化的关系图像如图所示,则此物体( )A.在0~2 s内做匀加速直线运动B.在2 s末的速度为3 m/sC.在2~4 s内的位移为10 mD.在5 s末速度最大6.甲、乙两个质点分别在两个并排直轨道上运动,其速度随时间的变化规律分别如图中a、b所示,图线a是直线,图线b是抛物线,则下列说法正确的是( )A.0~t1时间内,甲的平均速度小于乙的平均速度B.t2~t3时间内某一时刻甲、乙的加速度相等C.0~t2时间内,甲的加速度不断减小,乙的加速度不断增大D. t3时刻,甲、乙一定相遇7.(多选)甲、乙两质点在同一时刻、同一地点沿同一方向做直线运动。质点甲做初速度为零、加速度大小为a1的匀加速直线运动。质点乙做初速度为v0、加速度大小为a2的匀减速直线运动至速度减为零保持静止。甲、乙两质点在运动过程中的x-v(位置—速度)图像如图所示(虚线与对应的坐标轴垂直),以下说法正确的是( )A.在x-v图像中,图线a表示质点甲的运动B.图线a、b的交点表示两质点同时到达同一位置C.质点甲的加速度大小为2 m/s2D.甲、乙的加速度大小关系为a1=1.5a28.在平直公路上,一辆大客车正以初速度v0=12 m/s,加速度a=2 m/s2匀减速前行,另有一小汽车从静止出发以a'=1 m/s2的加速度加速运动,问:(1)两车同时同地同向出发,小汽车追上大客车前最远距离是多少?(2)小汽车在大客车正前方x0=18 m时,两车可能相遇吗?如果相遇,求出相遇时刻。如不能相遇,求出两车相距最近距离。9.汽车A在红绿灯前停住,绿灯亮起时起动,以0.4 m/s2的加速度匀加速运动,经过30 s后以该时刻的速度做匀速直线运动,设在绿灯亮的同时,汽车B以8 m/s的速度从A车旁驶过且一直以此速度做匀速直线运动,速度方向与A车相同,则从绿灯开始亮时开始( )A.A车在加速过程中与B车相遇B.A、B相遇时速度相同C.A、B相遇时,A车做匀速运动D.两车相遇后可能再次相遇10.两个质点A、B放在同一水平面上,由静止开始从同一位置沿相同方向同时开始做直线运动,其运动的v-t图像如图所示。对A、B运动情况的分析,下列结论正确的是( )A.A、B加速时的加速度大小之比为2∶1,A、B减速时的加速度大小之比为1∶1B.在t=3t0时刻,A、B相距最远C.在t=5t0时刻,A、B相距最远D.在t=6t0时刻,A、B相遇11.一物体在外力作用下由静止开始沿直线运动,其加速度随时间变化的关系图线如图所示。下列说法正确的是( )A.物体运动的最大速度是4 m/sB.t=4 s时,物体回到出发点C.t=4 s时,物体开始反向运动D.t=1 s时和t=3 s时,物体的瞬时速度相同12.如图所示的是商场内儿童游乐区设置的双人赛车竞技轨道,参与游戏的儿童可通过游戏手柄控制赛车在赛道上进行坡道加速、弯道减速和直道冲刺等动作。某时刻甲、乙两辆赛车同时通过赛道上的同一位置后进入一段长为10 m的直轨道开始竞速,若甲车通过该位置后速度大小始终为2 m/s,乙车通过该位置时的速度为1 m/s,并开始以0.5 m/s2的加速度开始加速。(1)若乙车一直加速,求乙车追上甲车前,两车间的最大距离。(2)若乙车行驶的最大速度为2.5 m/s,则乙车能否在该直道完成超越?13.研究发现:人在饮酒后驾车的应急反应时间是未饮酒时的2~3倍。反应时间是指司机从看到意外情况到踩刹车需要的这段时间;在反应时间内汽车要保持原速前进一段距离,这段距离叫反应距离。如图所示,某人酒后驾车沿马路直线行驶,车头中央距马路边沿3 m,车在到达某位置时,发现一人正从路边出发闯红灯过人行横道,此时汽车的速度为15 m/s,距离人的行走路线为30 m,若该司机的反应时间为1.2 s,刹车后汽车由于惯性还要继续行驶,再经过1 s刚好驶到人的行走路线。(1)求这辆汽车在司机反应时间内前进的距离是多少?(2)若人以1.5 m/s的速度匀速行走,请计算说明汽车是否有撞上行人的可能?(提示:该车的宽度约1.8 m)(3)请你为驾驶人和行人各提出一条文明交通的警示语。习题课二 运动图像 追及相遇问题1.A 由图像可知,前20 min,甲同学做匀速直线运动,A错误;20~50 min内甲同学一直在乙同学家,B正确;甲、乙两同学家的距离为8.4 km-4.8 km=3.6 km,C正确;甲同学从学校到家的位移x=8.4 km,所用时间t=70 min=4 200 s,平均速度v===2 m/s,D正确。2.AC 由图像可知,b车加速度最大,A正确;c图线的斜率不变且大于0,则其加速度不变,说明c做加速度不变的直线运动,B错误;0~4 s内,a、b的速度均一直为正,说明两车的运动方向相同,C正确;由于图线b的斜率大于图线c的斜率,因此b的加速度大于c的加速度,D错误。3.B 物体A做匀速直线运动,位移xA=vAt=4t(m)。物体B做匀减速直线运动,减速过程的位移xB=vBt+at2=10t-t2(m)。设物体B速度减为零所用时间为t1,则t1==5 s,在t1=5 s的时间内,物体B的位移为xB1=25 m,物体A的位移为xA1=20 m,由于xA1<xB1+s,故前5 s内物体A未追上物体B;5 s后,物体B静止不动,故物体A追上物体B的总时间为t总== s=8 s。故选项B正确。4.BC 由题图知,小轿车在前0.5 s反应时间内做匀速直线运动,通过的距离x=v0Δt=6×0.5 m=3 m,则小轿车的刹车距离为x=L-x=10.5 m-3 m=7.5 m,故A错误;小轿车刹车过程,有x=(t0-0.5 s),解得t0=3 s,所以小轿车刹车的加速度大小为a== m/s2=2.4 m/s2,故B、C正确,D错误。5.BCD 由图可知0~2 s内加速度增大,故物体做变加速运动,A错误;a-t图像与时间轴围成的面积表示速度的变化量,则2 s内速度变化量为Δv=×2×2 m/s=2 m/s,由于初速度为1 m/s,故2 s末的速度为3 m/s,B正确;2~4 s内加速度不变,物体做匀加速直线运动,故位移为x=v2t+at2=3×2 m+×2×22 m=10 m,C正确;4~5 s内加速度减小,但速度仍在增加,可知5 s末速度最大,D正确。6.B 根据速度—时间图像与横轴围成的面积表示位移,可知0~t1时间内,甲的位移大于乙的位移,由=知,甲的平均速度大于乙的平均速度,故A错误;t2~t3时间内,在图线b上可以画出一条切线与图线a平行,根据速度—时间图像切线的斜率表示加速度可知,某一时刻两者的加速度相等,故B正确;0~t2时间内,甲的加速度恒定,乙的加速度不断减小,故C错误;由于题中没有说明初始位置是否相同,所以t3时刻,甲、乙可能相遇,也可能不相遇,故D错误。7.AC 根据图像可知,图线a表示速度随位移增大而增大,图线b表示速度随位移增大而减小,所以图线a表示质点甲的运动,A正确。当x=0时,质点乙的速度为6 m/s,即质点乙的初速度v0=6 m/s,设质点乙、甲先后通过x=6 m处时的速度均为v,对质点甲,有v2=2a1x,对质点乙,有v2-=-2a2x,联立得a1+a2=3 m/s2①。当质点甲的速度v1=8 m/s、质点乙的速度v2=2 m/s时,两质点通过的位移相同,均为x'。对质点甲,有=2a1x',对质点乙,有-=-2a2x',联立得a1=2a2②,由①②解得a1=2 m/s2,a2=1 m/s2,C正确,D错误。图线a、b的交点表示两质点都经过x=6 m处,对甲有x=t甲,对乙有x=t乙,可知t甲≠t乙,图线a、b的交点并不表示两质点同时到达同一位置,B错误。8.(1)24 m (2)相遇两次,t1=2 s,t2=6 s解析:(1)当两车速度相等时距离最远,则v0-at'=a't',解得t'=4 s,最远距离Δx=v0t'-at'2-a't'2=12×4 m-×2×42 m -×1×42 m=24 m。(2)小汽车在大客车正前方x0=18 m时,设经过时间t两车相遇,则x0+a't2=v0t-at2,解得t1=2 s,t2=6 s,因为大客车停止时运动的时间为t0==6 s,则两个时间值都符合实际,即两车相遇两次,分别在t1=2 s,t2=6 s时刻。9.C 作出A、B两车的速度—时间图线,由图像可知:A先做匀加速运动,后做匀速运动,B一直做匀速运动,相遇时两者的位移相等,即A、B速度图像与时间轴围成的面积相等,30 s时,B的位移大于A的位移,所以相遇时在30 s以后,即A做匀速运动时,以后它们不再相遇,故C正确,A、B、D错误。10.D 由v-t图像,通过斜率可计算加速度大小,加速时A、B的加速度大小之比为10∶1,减速时A、B的加速度大小之比为1∶1,所以选项A错误;由A、B运动关系可知,当A、B速度相同时距离最远,所以选项B、C错误;由题意可知A、B是从同一位置同时开始运动的,由速度—时间图像可以算出运动位移,可知在6t0时刻,A、B位移相同,因此在此时刻A、B相遇,所以选项D正确。11.D a-t图像与时间轴所围“面积”表示速度变化量,物体由静止开始运动结合题图可知,物体运动的最大速度为vmax=×2×2 m/s=2 m/s,A错误;0~1 s物体做加速度增大的加速运动,1~2 s物体做加速度减小的加速运动,2~3 s物体做加速度反向增大的减速运动,3~4 s,物体做加速度反向减小的减速运动,根据对称性可知,物体在4 s末时速度减为零,4 s后物体又重复前面的运动,故B、C错误; 由B、C项分析可知,t=1 s时和t=3 s时物体的瞬时速度相同,故D正确。12.(1)1 m (2)乙车在该直道完成了超越解析:(1)甲、乙两车速度相等时,它们之间的距离最大v甲=v乙+at解得t=2 s则两车之间的最大距离为Δx=x甲-x乙x甲=v甲tx乙=v乙t+at2代入数据解得Δx=1 m。(2)甲车通过该直道的时间t1== s=5 s乙车加速阶段的时间t2== s=3 s加速行驶的位移x1=t2=×3 m=5.25 m通过剩余距离的时间t2'== s=1.9 s则乙车通过该直道的时间=t2+t2'=3 s+1.9 s=4.9 s<t1则说明乙车在直道完成了超越。13.(1)18 m (2)有撞上行人的可能(3)对驾驶人:为了您和他人的安全,严禁酒后驾车;对行人:行人过马路不要闯红灯解析:(1)这辆汽车在司机反应时间内前进的距离是x1=v1t1=18 m。(2)汽车从该点行驶到人的行走路线历时t=t1+t2=2.2 s行人在这段时间内的路程为x2=v2t=3.3 m相对行人而言,车的近端离马路边沿距离为l1=3 m-0.9 m=2.1 m车的远端离马路边沿距离为l1=3 m+0.9 m=3.9 m由于l1<x2<l2,故汽车有撞上行人的可能。(3)对驾驶人:为了您和他人的安全,严禁酒后驾车;对行人:行人过马路不要闯红灯。4 / 4习题课二 运动图像 追及相遇问题核心素养目标 物理观念 x-t图像、v-t图像的意义及应用。科学思维 理解追及、相遇问题的规律,会解决运动图像中的追及相遇问题。要点一 运动图像的理解及应用 x-t图像与v-t图像的比较 图像 项目 x-t图像 v-t图像物理意义 反映位移随时间的变化规律 反映速度随时间的变化规律轴 纵轴为位移x 纵轴为速度v线 (1)平行于t轴的直线表示静止 (2)倾斜直线表示匀速直线运动 (1)平行于t轴的直线表示匀速运动 (2)倾斜直线表示匀变速直线运动斜率 表示速度 表示加速度纵截距 表示初位置 表示初速度交点 表示该时刻相遇 表示该时刻速度相同面积 无实际意义 图线与时间轴围成的“面积”表示位移【典例1】 某物体运动的v-t图像如图所示。下列说法正确的是( )A.该物体的运动方向一直不变B.3 s末物体加速度开始改变C.0~8 s物体一直做匀减速运动D.t=0时和t=6 s时物体的速率相等尝试解答 规律方法1.通过图像分析物体运动规律的思路2.对两种图像的理解x-t图像、v-t图像都是从数学的角度描述了物体的运动规律,能够比较直观地反映物体位移、速度的大小和方向随时间的变化情况。针对此类问题,可以首先根据图像还原物体的运动情景,再结合“斜率”“截距”“面积”等数学语言进行分析。1.一质点的位置x随时间t的变化关系图像如图所示,能正确表示该质点的速度v与时间t的关系图像的是( )2.某质点的v-t图像如图所示,下列说法正确的是( )A.在0~6 s内,质点做匀变速直线运动B.在6~10 s内,质点处于静止状态C.在4 s末,质点向相反方向运动D.在12 s末,质点的加速度为-1 m/s2要点二 追及相遇问题1.两类物理情景(1)追及问题的物理情景:追及问题中,二者距离可能经历先增大(v追<v被追时)后减小(v追>v被追时)或者一直减小(v追>v被追时)的过程,后者追上前者瞬间,两者处于同一位置且二者速度满足v追≥v被追。(2)相遇问题的物理情景:两个物体同一时刻到达同一位置即为相遇。相遇的两种情景:①同向运动相遇(也称追及相遇):后者追上前者即相遇。②相向运动相遇:两物体的位移大小之和等于两物体间开始时的距离即相遇。2.“一个条件”和“两个关系”(1)一个条件:速度相等是两物体恰好追上或恰好追不上、距离最大或最小的临界条件,也是解题的关键切入点。(2)两个关系①时间关系:两个物体是同时运动还是先后开始运动。②位移关系:结合题意通过画示意图找出两物体之间的位移关系,往往是解题的关键。【典例2】 一辆汽车以3 m/s2的加速度开始启动的瞬间,一辆以6 m/s的速度做匀速直线运动的自行车恰好从汽车的旁边通过。(1)汽车在追上自行车前运动多长时间与自行车相距最远?此时的距离是多少?(2)汽车经多长时间追上自行车?追上自行车时汽车的瞬时速度是多大?尝试解答规律方法解答追及相遇问题的常用方法物理分析法 抓住“两物体能否同时到达同一位置”这一关键,认真审题,挖掘题中的隐含条件,建立起一幅物体运动关系的情景,并画出运动情景示意图,找出位移关系图像法 将两者的速度—时间图像在同一坐标系中画出,然后利用图像求解数学分析法 设从开始至相遇时间为t,根据条件列方程,得到关于t的一元二次方程,用判别式进行讨论,若Δ>0,即有两个解,说明可以相遇两次;若Δ=0,说明刚好追上或相遇;若Δ<0,说明追不上或不能相遇1.甲、乙两车同时同地出发,在同一平直公路上行驶,其运动的x-t图像如图所示,其中乙车的x-t图像为抛物线。则乙车追上甲车前两车间的最大距离是( )A.15 m B.20 mC.25 m D.50 m2.一步行者以6.0 m/s的速度跑去追赶被红灯阻停的公共汽车,在跑到距公共汽车25 m处时,绿灯亮了,公共汽车以1.0 m/s2的加速度匀加速启动前进,则( )A.人能追上公共汽车,追赶过程中人跑了36 mB.人不能追上公共汽车,人、公共汽车最近距离为7 mC.人能追上公共汽车,追上公共汽车前人共跑了43 mD.人不能追上公共汽车,且公共汽车开动后,人、公共汽车距离越来越远1.如图所示为甲、乙、丙三个质点的位置x与时间t的关系图像,则在0~t2时间内( )A.甲先做匀加速运动再做匀减速运动B.乙的平均速度大于丙的平均速度C.丙做曲线运动D.在t2时刻,甲、乙、丙相遇2.(多选)在水平公路上有甲、乙两辆同向行驶的汽车,它们的v-t图像分别如图线a、b所示。在t=5 s时,两车相遇。下列说法正确的是( )A.甲车的加速度比乙车的加速度大B.在t=0时刻,甲车在乙车的后面C.在5~10 s内,甲车在乙车的前面,且两车的距离在增大D.在10~15 s内,两车间的距离逐渐变大3.港珠澳大桥是目前世界上最长的跨海大桥,为香港、珠海、澳门三地提供了一条快捷通道。图甲是港珠澳大桥中的一段,一辆以4 m/s的速度行驶的小汽车在长度为L=28 m的平直桥面上提速,图乙是该车在该段提速中加速度a与位移x的关系图像。则小汽车通过该段平直桥面的末速度和时间分别为( )A.10 m/s,3 s B.10 m/s,4 sC.5 m/s,3 s D.5 m/s,2 s4.A、B两列火车,在同一轨道上同向行驶,A车在前,其速度vA=10 m/s,B车在后,其速度vB=30 m/s,因大雾能见度低,B车在距A车x0=85 m时才发现前方有A车,这时B车立即刹车,但B车要经过180 m才能停止,问:B车刹车时A车仍按原速率行驶,两车是否会相撞?若会相撞,将在B车刹车后何时相撞?若不会相撞,则两车最近距离是多少?习题课二 运动图像 追及相遇问题【核心要点·快突破】要点一知识精研【典例1】 D 该物体的速度先为正后为负,运动方向在t=3 s时发生改变,选项A错误;v-t图像的斜率表示加速度,图像的斜率不变,则物体的加速度不变,选项B错误;0~8 s物体先向正方向做匀减速运动,后沿负方向做匀加速运动,选项C错误;t=0时和t=6 s时物体的速度大小相等,方向相反,即速率相等,选项D正确。素养训练1.A 位置—时间图像的斜率表示速度,可得四个阶段的速度分别是:负值,0,正值,0,对比选项图可知A正确。2.D 质点在0~4 s内做加速度为1.5 m/s2的匀加速直线运动,在4~6 s内做加速度为-1 m/s2的匀减速直线运动,因此,在0~6 s内加速度发生变化,故不能说质点做匀变速直线运动,故A错误;质点在6~10 s内做匀速直线运动,故B错误;在0~14 s内图线始终在t轴上方,运动方向不变,故C错误;质点在10~14 s内做加速度为-1 m/s2的匀减速直线运动,故D正确。要点二知识精研【典例2】 (1)2 s 6 m (2)4 s 12 m/s解析:(1)方法一:物理分析法汽车与自行车的速度相等时两车相距最远,设此时经过的时间为t1,汽车的速度为v1,两车间的距离为Δx,则有v1=at1=v自所以t1==2 sΔx=v自t1-a=6 m。方法二:图像法自行车和汽车运动的v-t图像如图所示,由图像可以看出,在相遇前,t1时刻两车速度相等,两车相距最远,此时的距离为阴影三角形的面积,t1== s=2 sΔx== m=6 m。方法三:数学分析法设汽车在追上自行车之前经过时间t1两车相距最远,则Δx=x1-x2=v自t1-a代入已知数据得Δx=6t1-由二次函数求极值的条件知t1=2 s时,Δx最大所以Δx=6 m。(2)方法一:当两车位移相等时,汽车追上自行车,设此时经过的时间为t2,汽车的瞬时速度为v2,则有v自t2=a解得t2== s=4 sv2=at2=3×4 m/s=12 m/s。方法二:由图像可以看出,在t1时刻之后,由图线v自、v汽和t=t2构成的三角形的面积与标有阴影的三角形面积相等,此时汽车与自行车的位移相等,即汽车与自行车相遇。由几何关系知t2=2t1=4 s,v2=at2=3×4 m/s=12 m/s。素养训练1.C 将x-t图像转化为v-t图像,如图所示,5 s末相遇,由“面积”相等知,2.5 s末两车共速。两车共速时相距最远。所以最大距离等于阴影部分的面积,即为25 m,故C正确。2.B 人在跑到距公共汽车25 m处时,绿灯亮了,公共汽车以1.0 m/s2的加速度匀加速启动前进,当公共汽车加速到6.0 m/s时所用时间t==6 s,人运动距离为x1=vt=36 m,公共汽车运动距离为x2=at2=18 m、x2+s-x1=7 m>0,人不能追上公共汽车,人、公共汽车最近距离为7 m,公共汽车开动后,人、公共汽车之间的距离先减小后增大,A、C、D错误,B正确。【教学效果·勤检测】1.D x-t图像的斜率表示速度,则甲先向正方向做匀速运动,后向负方向做匀速运动,故A错误;0~t2时间内,三个质点的位移相同,则平均速度相同,故B错误;丙做的是加速直线运动,故C错误;在t2时刻甲、乙、丙的位置相同,三者相遇,故D正确。2.ABC 根据v-t图像的斜率表示加速度,a图线斜率绝对值比b图线的大,所以甲车的加速度比乙车的加速度大,故A正确;根据图线与时间轴围成的“面积”表示位移,知0~5 s内甲车通过的位移比乙车的大,而在t=5 s时,两车相遇,所以在t=0时刻,甲车在乙车的后面,故B正确;在t=5 s时,两车相遇,在5~10 s内,甲车的速度比乙车的大,甲车在乙车的前面,两车的距离在增大,故C正确;在10~15 s内,甲车在乙车的前面,甲车的速度比乙车的小,则两车间的距离在变小,故D错误。3.B 根据=+2aL得vt==10 m/s,时间t==4 s,选项B正确,A、C、D错误。4.不会相撞 5 m解析:设B车刹车过程的加速度大小为aB,由=2aBx可得aB=2.5 m/s2设经过时间t两车相撞,则有vBt-aBt2=x0+vAt,整理得t2-16t+68=0由Δ=162-4×68<0可知t无实数解,即两车不会相撞,速度相等时两车相距最近,此时vA=vB-aBt1,代入数据得t1=8 s此过程中xB=vBt1-aB=160 mxA=vAt1=80 m,两车的最近距离Δx=x0+xA-xB=5 m。4 / 4(共71张PPT)习题课二 运动图像 追及相遇问题核心素养目标 物理观念 x-t图像、v-t图像的意义及应用。科学思维 理解追及、相遇问题的规律,会解决运动图像中的追及相遇问题。目 录01.核心要点·快突破02.教学效果·勤检测03.课时训练·提素能核心要点·快突破互动探究 深化认知01要点一 运动图像的理解及应用 x-t图像与v-t图像的比较 图像 项目 x-t图像 v-t图像物理意义 反映位移随时间的变化规律 反映速度随时间的变化规律轴 纵轴为位移x 纵轴为速度v 图像 项目 x-t图像 v-t图像线 (1)平行于t轴的直线表示静止 (2)倾斜直线表示匀速直线运动 (1)平行于t轴的直线表示匀速运动(2)倾斜直线表示匀变速直线运动斜率 表示速度 表示加速度纵截距 表示初位置 表示初速度交点 表示该时刻相遇 表示该时刻速度相同面积 无实际意义 图线与时间轴围成的“面积”表示位移【典例1】 某物体运动的v-t图像如图所示。下列说法正确的是( )A. 该物体的运动方向一直不变B. 3 s末物体加速度开始改变C. 0~8 s物体一直做匀减速运动D. t=0时和t=6 s时物体的速率相等解析:该物体的速度先为正后为负,运动方向在t=3 s时发生改变,选项A错误;v-t图像的斜率表示加速度,图像的斜率不变,则物体的加速度不变,选项B错误;0~8 s物体先向正方向做匀减速运动,后沿负方向做匀加速运动,选项C错误;t=0时和t=6 s时物体的速度大小相等,方向相反,即速率相等,选项D正确。规律方法1. 通过图像分析物体运动规律的思路2. 对两种图像的理解x-t图像、v-t图像都是从数学的角度描述了物体的运动规律,能够比较直观地反映物体位移、速度的大小和方向随时间的变化情况。针对此类问题,可以首先根据图像还原物体的运动情景,再结合“斜率”“截距”“面积”等数学语言进行分析。1. 一质点的位置x随时间t的变化关系图像如图所示,能正确表示该质点的速度v与时间t的关系图像的是( )解析: 位置—时间图像的斜率表示速度,可得四个阶段的速度分别是:负值,0,正值,0,对比选项图可知A正确。2. 某质点的v-t图像如图所示,下列说法正确的是( )A. 在0~6 s内,质点做匀变速直线运动B. 在6~10 s内,质点处于静止状态C. 在4 s末,质点向相反方向运动D. 在12 s末,质点的加速度为-1 m/s2解析: 质点在0~4 s内做加速度为1.5 m/s2的匀加速直线运动,在4~6 s内做加速度为-1 m/s2的匀减速直线运动,因此,在0~6 s内加速度发生变化,故不能说质点做匀变速直线运动,故A错误;质点在6~10 s内做匀速直线运动,故B错误;在0~14 s内图线始终在t轴上方,运动方向不变,故C错误;质点在10~14 s内做加速度为-1 m/s2的匀减速直线运动,故D正确。要点二 追及相遇问题1. 两类物理情景(1)追及问题的物理情景:追及问题中,二者距离可能经历先增大(v追<v被追时)后减小(v追>v被追时)或者一直减小(v追>v被追时)的过程,后者追上前者瞬间,两者处于同一位置且二者速度满足v追≥v被追。(2)相遇问题的物理情景:两个物体同一时刻到达同一位置即为相遇。相遇的两种情景:①同向运动相遇(也称追及相遇):后者追上前者即相遇。②相向运动相遇:两物体的位移大小之和等于两物体间开始时的距离即相遇。2. “一个条件”和“两个关系”(1)一个条件:速度相等是两物体恰好追上或恰好追不上、距离最大或最小的临界条件,也是解题的关键切入点。(2)两个关系①时间关系:两个物体是同时运动还是先后开始运动。②位移关系:结合题意通过画示意图找出两物体之间的位移关系,往往是解题的关键。【典例2】 一辆汽车以3 m/s2的加速度开始启动的瞬间,一辆以6 m/s的速度做匀速直线运动的自行车恰好从汽车的旁边通过。(1)汽车在追上自行车前运动多长时间与自行车相距最远?此时的距离是多少?答案:2 s 6 m 解析:方法一:物理分析法汽车与自行车的速度相等时两车相距最远,设此时经过的时间为t1,汽车的速度为v1,两车间的距离为Δx,则有v1=at1=v自所以t1==2 sΔx=v自t1-a=6 m。方法二:图像法自行车和汽车运动的v-t图像如图所示,由图像可以看出,在相遇前,t1时刻两车速度相等,两车相距最远,此时的距离为阴影三角形的面积,t1== s=2 sΔx== m=6 m。方法三:数学分析法设汽车在追上自行车之前经过时间t1两车相距最远,则Δx=x1-x2=v自t1-a代入已知数据得Δx=6t1-由二次函数求极值的条件知t1=2 s时,Δx最大所以Δx=6 m。(2)汽车经多长时间追上自行车?追上自行车时汽车的瞬时速度是多大?答案:4 s 12 m/s解析:方法一:当两车位移相等时,汽车追上自行车,设此时经过的时间为t2,汽车的瞬时速度为v2,则有v自t2=a解得t2== s=4 sv2=at2=3×4 m/s=12 m/s。方法二:由图像可以看出,在t1时刻之后,由图线v自、v汽和t=t2构成的三角形的面积与标有阴影的三角形面积相等,此时汽车与自行车的位移相等,即汽车与自行车相遇。由几何关系知t2=2t1=4 s,v2=at2=3×4 m/s=12 m/s。规律方法解答追及相遇问题的常用方法物理分析法 抓住“两物体能否同时到达同一位置”这一关键,认真审题,挖掘题中的隐含条件,建立起一幅物体运动关系的情景,并画出运动情景示意图,找出位移关系图像法 将两者的速度—时间图像在同一坐标系中画出,然后利用图像求解数学分析法 设从开始至相遇时间为t,根据条件列方程,得到关于t的一元二次方程,用判别式进行讨论,若Δ>0,即有两个解,说明可以相遇两次;若Δ=0,说明刚好追上或相遇;若Δ<0,说明追不上或不能相遇1. 甲、乙两车同时同地出发,在同一平直公路上行驶,其运动的x-t图像如图所示,其中乙车的x-t图像为抛物线。则乙车追上甲车前两车间的最大距离是( )A. 15 m B. 20 mC. 25 m D. 50 m解析: 将x-t图像转化为v-t图像,如图所示,5s末相遇,由“面积”相等知,2.5 s末两车共速。两车共速时相距最远。所以最大距离等于阴影部分的面积,即为25 m,故C正确。2. 一步行者以6.0 m/s的速度跑去追赶被红灯阻停的公共汽车,在跑到距公共汽车25 m处时,绿灯亮了,公共汽车以1.0 m/s2的加速度匀加速启动前进,则( )A. 人能追上公共汽车,追赶过程中人跑了36 mB. 人不能追上公共汽车,人、公共汽车最近距离为7 mC. 人能追上公共汽车,追上公共汽车前人共跑了43 mD. 人不能追上公共汽车,且公共汽车开动后,人、公共汽车距离越来越远解析: 人在跑到距公共汽车25 m处时,绿灯亮了,公共汽车以1.0 m/s2的加速度匀加速启动前进,当公共汽车加速到6.0 m/s时所用时间t==6 s,人运动距离为x1=vt=36 m,公共汽车运动距离为x2=at2=18 m、x2+s-x1=7 m>0,人不能追上公共汽车,人、公共汽车最近距离为7 m,公共汽车开动后,人、公共汽车之间的距离先减小后增大,A、C、D错误,B正确。教学效果·勤检测强化技能 查缺补漏021. 如图所示为甲、乙、丙三个质点的位置x与时间t的关系图像,则在0~t2时间内( )A. 甲先做匀加速运动再做匀减速运动B. 乙的平均速度大于丙的平均速度C. 丙做曲线运动D. 在t2时刻,甲、乙、丙相遇解析: x-t图像的斜率表示速度,则甲先向正方向做匀速运动,后向负方向做匀速运动,故A错误;0~t2时间内,三个质点的位移相同,则平均速度相同,故B错误;丙做的是加速直线运动,故C错误;在t2时刻甲、乙、丙的位置相同,三者相遇,故D正确。2. (多选)在水平公路上有甲、乙两辆同向行驶的汽车,它们的v-t图像分别如图线a、b所示。在t=5 s时,两车相遇。下列说法正确的是( )A. 甲车的加速度比乙车的加速度大B. 在t=0时刻,甲车在乙车的后面C. 在5~10 s内,甲车在乙车的前面,且两车的距离在增大D. 在10~15 s内,两车间的距离逐渐变大解析: 根据v-t图像的斜率表示加速度,a图线斜率绝对值比b图线的大,所以甲车的加速度比乙车的加速度大,故A正确;根据图线与时间轴围成的“面积”表示位移,知0~5 s内甲车通过的位移比乙车的大,而在t=5 s时,两车相遇,所以在t=0时刻,甲车在乙车的后面,故B正确;在t=5 s时,两车相遇,在5~10 s内,甲车的速度比乙车的大,甲车在乙车的前面,两车的距离在增大,故C正确;在10~15 s内,甲车在乙车的前面,甲车的速度比乙车的小,则两车间的距离在变小,故D错误。3. 港珠澳大桥是目前世界上最长的跨海大桥,为香港、珠海、澳门三地提供了一条快捷通道。图甲是港珠澳大桥中的一段,一辆以4m/s的速度行驶的小汽车在长度为L=28 m的平直桥面上提速,图乙是该车在该段提速中加速度a与位移x的关系图像。则小汽车通过该段平直桥面的末速度和时间分别为( )A. 10 m/s,3 sB. 10 m/s,4 sC. 5 m/s,3 s解析: 根据=+2aL得vt==10 m/s,时间t==4 s,选项B正确,A、C、D错误。4. A、B两列火车,在同一轨道上同向行驶,A车在前,其速度vA=10m/s,B车在后,其速度vB=30 m/s,因大雾能见度低,B车在距A车x0=85 m时才发现前方有A车,这时B车立即刹车,但B车要经过180 m才能停止,问:B车刹车时A车仍按原速率行驶,两车是否会相撞?若会相撞,将在B车刹车后何时相撞?若不会相撞,则两车最近距离是多少?答案:不会相撞 5 m解析:设B车刹车过程的加速度大小为aB,由=2aBx可得aB=2.5 m/s2设经过时间t两车相撞,则有vBt-aBt2=x0+vAt,整理得t2-16t+68=0由Δ=162-4×68<0可知t无实数解,即两车不会相撞,速度相等时两车相距最近,此时vA=vB-aBt1,代入数据得t1=8 s此过程中xB=vBt1-aB=160 mxA=vAt1=80 m,两车的最近距离Δx=x0+xA-xB=5 m。03课时训练·提素能分层达标 素养提升1. 甲、乙两位同学在放学时,从学校所在地骑自行车沿平直的公路回家,先到乙同学家,休息一会儿,甲同学继续骑车前行,在70 min时到家,甲同学的x-t图像如图所示,下列说法错误的是( )A. 在前20 min内甲同学做加速运动B. 甲同学在乙同学家停留了30 minC. 甲、乙两同学家相距3.6 kmD. 甲从离开学校至到家的这段时间内,平均速度为2 m/s12345678910111213解析: 由图像可知,前20 min,甲同学做匀速直线运动,A错误;20~50 min内甲同学一直在乙同学家,B正确;甲、乙两同学家的距离为8.4 km-4.8 km=3.6 km,C正确;甲同学从学校到家的位移x=8.4 km,所用时间t=70 min=4 200 s,平均速度v===2 m/s,D正确。123456789101112132. (多选)a、b、c三辆汽车在同一平直训练场地上行驶,它们的v-t图像分别为图中的a、b、c,由图像可知( )A. 三辆汽车中b车加速度最大B. c汽车做加速度变大的加速直线运动C. 0~4 s内a、b两辆汽车运动方向相同D. 第3 s末,b、c两辆汽车的加速度相同12345678910111213解析: 由图像可知,b车加速度最大,A正确;c图线的斜率不变且大于0,则其加速度不变,说明c做加速度不变的直线运动,B错误;0~4 s内,a、b的速度均一直为正,说明两车的运动方向相同,C正确;由于图线b的斜率大于图线c的斜率,因此b的加速度大于c的加速度,D错误。123456789101112133. 如图所示,A、B两物体相距s=7 m,物体A以vA=4 m/s的速度向右匀速运动,而物体B此时的速度为vB=10 m/s,向右做匀减速运动,加速度a=-2 m/s2,那么物体A追上物体B所用的时间为( )A. 7 s B. 8 sC. 9 s D. 10 s12345678910111213解析: 物体A做匀速直线运动,位移xA=vAt=4t(m)。物体B做匀减速直线运动,减速过程的位移xB=vBt+at2=10t-t2(m)。设物体B速度减为零所用时间为t1,则t1==5 s,在t1=5 s的时间内,物体B的位移为xB1=25 m,物体A的位移为xA1=20m,由于xA1<xB1+s,故前5 s内物体A未追上物体B;5 s后,物体B静止不动,故物体A追上物体B的总时间为t总== s=8s。故选项B正确。123456789101112134. (多选)曾经,司机闯黄灯要扣6分,被称为“史上最严交规”。某小轿车驾驶员看到绿灯开始闪时,经短暂思考后开始刹车,小轿车在黄灯刚亮时恰停在停车线上,其v-t图像如图所示。若绿灯开始闪烁时小轿车距停车线距离L=10.5 m,则( )A. 小轿车的刹车距离为8 mB. 小轿车刹车的加速度大小为2.4 m/s2C. 绿灯开始闪烁到黄灯刚亮的时间t0为3 sD. 绿灯开始闪烁到黄灯刚亮的时间t0为2.5 s12345678910111213解析: 由题图知,小轿车在前0.5 s反应时间内做匀速直线运动,通过的距离x=v0Δt=6×0.5 m=3 m,则小轿车的刹车距离为x=L-x=10.5 m-3 m=7.5 m,故A错误;小轿车刹车过程,有x=(t0-0.5 s),解得t0=3 s,所以小轿车刹车的加速度大小为a== m/s2=2.4 m/s2,故B、C正确,D错误。123456789101112135. (多选)光滑水平面上有一物体,它的初速度v0=1 m/s,现用一水平力拉物体,物体加速度随时间变化的关系图像如图所示,则此物体( )A. 在0~2 s内做匀加速直线运动B. 在2 s末的速度为3 m/sC. 在2~4 s内的位移为10 mD. 在5 s末速度最大12345678910111213解析: 由图可知0~2 s内加速度增大,故物体做变加速运动,A错误;a-t图像与时间轴围成的面积表示速度的变化量,则2 s内速度变化量为Δv=×2×2 m/s=2 m/s,由于初速度为1 m/s,故2s末的速度为3 m/s,B正确;2~4 s内加速度不变,物体做匀加速直线运动,故位移为x=v2t+at2=3×2 m+×2×22 m=10 m,C正确;4~5 s内加速度减小,但速度仍在增加,可知5 s末速度最大,D正确。123456789101112136. 甲、乙两个质点分别在两个并排直轨道上运动,其速度随时间的变化规律分别如图中a、b所示,图线a是直线,图线b是抛物线,则下列说法正确的是( )A. 0~t1时间内,甲的平均速度小于乙的平均速度B. t2~t3时间内某一时刻甲、乙的加速度相等C. 0~t2时间内,甲的加速度不断减小,乙的加速度不断增大D. t3时刻,甲、乙一定相遇12345678910111213解析: 根据速度—时间图像与横轴围成的面积表示位移,可知0~t1时间内,甲的位移大于乙的位移,由=知,甲的平均速度大于乙的平均速度,故A错误;t2~t3时间内,在图线b上可以画出一条切线与图线a平行,根据速度—时间图像切线的斜率表示加速度可知,某一时刻两者的加速度相等,故B正确;0~t2时间内,甲的加速度恒定,乙的加速度不断减小,故C错误;由于题中没有说明初始位置是否相同,所以t3时刻,甲、乙可能相遇,也可能不相遇,故D错误。123456789101112137. (多选)甲、乙两质点在同一时刻、同一地点沿同一方向做直线运动。质点甲做初速度为零、加速度大小为a1的匀加速直线运动。质点乙做初速度为v0、加速度大小为a2的匀减速直线运动至速度减为零保持静止。甲、乙两质点在运动过程中的x-v(位置—速度)图像如图所示(虚线与对应的坐标轴垂直),以下说法正确的是( )A. 在x-v图像中,图线a表示质点甲的运动B. 图线a、b的交点表示两质点同时到达同一位置C. 质点甲的加速度大小为2 m/s2D. 甲、乙的加速度大小关系为a1=1.5a212345678910111213解析: 根据图像可知,图线a表示速度随位移增大而增大,图线b表示速度随位移增大而减小,所以图线a表示质点甲的运动,A正确。当x=0时,质点乙的速度为6 m/s,即质点乙的初速度v0=6m/s,设质点乙、甲先后通过x=6 m处时的速度均为v,对质点甲,有v2=2a1x,对质点乙,有v2-=-2a2x,联立得a1+a2=3 m/s2①。当质点甲的速度v1=8 m/s、质点乙的速度v2=2 m/s时,两质点通过的位移相同,均为x'。对质点甲,有=2a1x',对质点乙,有-=-2a2x',联立得a1=2a2②,由①②解得a1=2 m/s2,a2=1 m/s2,C正确,D错误。12345678910111213图线a、b的交点表示两质点都经过x=6 m处,对甲有x=t甲,对乙有x=t乙,可知t甲≠t乙,图线a、b的交点并不表示两质点同时到达同一位置,B错误。123456789101112138. 在平直公路上,一辆大客车正以初速度v0=12 m/s,加速度a=2m/s2匀减速前行,另有一小汽车从静止出发以a'=1 m/s2的加速度加速运动,问:(1)两车同时同地同向出发,小汽车追上大客车前最远距离是多少?答案:24 m 解析:当两车速度相等时距离最远,则v0-at'=a't',解得t'=4 s,最远距离Δx=v0t'-at'2-a't'2=12×4 m-×2×42 m -×1×42 m=24 m。12345678910111213(2)小汽车在大客车正前方x0=18 m时,两车可能相遇吗?如果相遇,求出相遇时刻。如不能相遇,求出两车相距最近距离。答案:相遇两次,t1=2 s,t2=6 s解析:小汽车在大客车正前方x0=18 m时,设经过时间t两车相遇,则x0+a't2=v0t-at2,解得t1=2 s,t2=6 s,因为大客车停止时运动的时间为t0==6 s,则两个时间值都符合实际,即两车相遇两次,分别在t1=2 s,t2=6 s时刻。123456789101112139. 汽车A在红绿灯前停住,绿灯亮起时起动,以0.4 m/s2的加速度匀加速运动,经过30 s后以该时刻的速度做匀速直线运动,设在绿灯亮的同时,汽车B以8 m/s的速度从A车旁驶过且一直以此速度做匀速直线运动,速度方向与A车相同,则从绿灯开始亮时开始( )A. A车在加速过程中与B车相遇B. A、B相遇时速度相同C. A、B相遇时,A车做匀速运动D. 两车相遇后可能再次相遇12345678910111213解析: 作出A、B两车的速度—时间图线,由图像可知:A先做匀加速运动,后做匀速运动,B一直做匀速运动,相遇时两者的位移相等,即A、B速度图像与时间轴围成的面积相等,30 s时,B的位移大于A的位移,所以相遇时在30 s以后,即A做匀速运动时,以后它们不再相遇,故C正确,A、B、D错误。1234567891011121310. 两个质点A、B放在同一水平面上,由静止开始从同一位置沿相同方向同时开始做直线运动,其运动的v-t图像如图所示。对A、B运动情况的分析,下列结论正确的是( )A. A、B加速时的加速度大小之比为2∶1,A、B减速时的加速度大小之比为1∶1B. 在t=3t0时刻,A、B相距最远C. 在t=5t0时刻,A、B相距最远D. 在t=6t0时刻,A、B相遇12345678910111213解析: 由v-t图像,通过斜率可计算加速度大小,加速时A、B的加速度大小之比为10∶1,减速时A、B的加速度大小之比为1∶1,所以选项A错误;由A、B运动关系可知,当A、B速度相同时距离最远,所以选项B、C错误;由题意可知A、B是从同一位置同时开始运动的,由速度—时间图像可以算出运动位移,可知在6t0时刻,A、B位移相同,因此在此时刻A、B相遇,所以选项D正确。1234567891011121311. 一物体在外力作用下由静止开始沿直线运动,其加速度随时间变化的关系图线如图所示。下列说法正确的是( )A. 物体运动的最大速度是4 m/sB. t=4 s时,物体回到出发点C. t=4 s时,物体开始反向运动D. t=1 s时和t=3 s时,物体的瞬时速度相同12345678910111213解析: a-t图像与时间轴所围“面积”表示速度变化量,物体由静止开始运动结合题图可知,物体运动的最大速度为vmax=×2×2 m/s=2 m/s,A错误;0~1 s物体做加速度增大的加速运动,1~2 s物体做加速度减小的加速运动,2~3 s物体做加速度反向增大的减速运动,3~4 s,物体做加速度反向减小的减速运动,根据对称性可知,物体在4 s末时速度减为零,4 s后物体又重复前面的运动,故B、C错误; 由B、C项分析可知,t=1 s时和t=3 s时物体的瞬时速度相同,故D正确。1234567891011121312. 如图所示的是商场内儿童游乐区设置的双人赛车竞技轨道,参与游戏的儿童可通过游戏手柄控制赛车在赛道上进行坡道加速、弯道减速和直道冲刺等动作。某时刻甲、乙两辆赛车同时通过赛道上的同一位置后进入一段长为10 m的直轨道开始竞速,若甲车通过该位置后速度大小始终为2 m/s,乙车通过该位置时的速度为1m/s,并开始以0.5 m/s2的加速度开始加速。(1)若乙车一直加速,求乙车追上甲车前,两车间的最大距离。答案:1 m 12345678910111213解析:甲、乙两车速度相等时,它们之间的距离最大v甲=v乙+at解得t=2 s则两车之间的最大距离为Δx=x甲-x乙x甲=v甲tx乙=v乙t+at2代入数据解得Δx=1 m。12345678910111213(2)若乙车行驶的最大速度为2.5 m/s,则乙车能否在该直道完成超越?答案:乙车在该直道完成了超越12345678910111213解析:甲车通过该直道的时间t1== s=5 s乙车加速阶段的时间t2== s=3 s加速行驶的位移x1=t2=×3 m=5.25 m通过剩余距离的时间t2'== s=1.9 s则乙车通过该直道的时间=t2+t2'=3 s+1.9 s=4.9 s<t1则说明乙车在直道完成了超越。1234567891011121313. 研究发现:人在饮酒后驾车的应急反应时间是未饮酒时的2~3倍。反应时间是指司机从看到意外情况到踩刹车需要的这段时间;在反应时间内汽车要保持原速前进一段距离,这段距离叫反应距离。如图所示,某人酒后驾车沿马路直线行驶,车头中央距马路边沿3 m,车在到达某位置时,发现一人正从路边出发闯红灯过人行横道,此时汽车的速度为15 m/s,距离人的行走路线为30m,若该司机的反应时间为1.2 s,刹车后汽车由于惯性还要继续行驶,再经过1 s刚好驶到人的行走路线。(1)求这辆汽车在司机反应时间内前进的距离是多少?12345678910111213答案:18 m 解析:这辆汽车在司机反应时间内前进的距离是x1=v1t1=18 m。12345678910111213(2)若人以1.5 m/s的速度匀速行走,请计算说明汽车是否有撞上行人的可能?(提示:该车的宽度约1.8 m)答案: 有撞上行人的可能12345678910111213解析:汽车从该点行驶到人的行走路线历时t=t1+t2=2.2 s行人在这段时间内的路程为x2=v2t=3.3 m相对行人而言,车的近端离马路边沿距离为l1=3 m-0.9 m=2.1 m车的远端离马路边沿距离为l1=3 m+0.9 m=3.9 m由于l1<x2<l2故汽车有撞上行人的可能。12345678910111213(3)请你为驾驶人和行人各提出一条文明交通的警示语。答案: 对驾驶人:为了您和他人的安全,严禁酒后驾车;对行人:行人过马路不要闯红灯解析:对驾驶人:为了您和他人的安全,严禁酒后驾车;对行人:行人过马路不要闯红灯。12345678910111213谢谢观看! 展开更多...... 收起↑ 资源列表 习题课二 运动图像 追及相遇问题.docx 习题课二 运动图像 追及相遇问题.pptx 习题课二 运动图像 追及相遇问题(练习,含解析).docx