考前适应练二 追及相遇问题-备战高考三轮复习专题-复习与训练
展开题型一 追及相遇问题
考向1 速度小者追速度大者
例1 一辆汽车在十字路口等候绿灯,当绿灯亮时汽车以a=3 m/s2的加速度开始加速行驶,恰在这时一辆自行车以6 m/s的速度匀速驶过,从后边超过汽车.则汽车从路口启动后,在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远?此时两车的距离是多少?
变式训练1 汽车A以vA=4 m/s的速度向右做匀速直线运动,发现前方相距x0=7 m处、以vB=10 m/s的速度同向运动的汽车B正开始匀减速刹车直到静止后保持不动,其刹车的加速度大小a=2 m/s2.从刚刹车开始计时.求:
(1)A追上B前,A、B间的最远距离;
(2)经过多长时间A恰好追上B.
[拓展延伸] (1)若某同学应用关系式vBt-eq \f(1,2)at2+x0=vAt,解得经过t=7 s(另解舍去)时A恰好追上B.这个结果合理吗?为什么?
(2)若汽车A以vA=4 m/s的速度向左匀速运动,其后方相距x0=7 m处,以vB=10 m/s的速度同方向运动的汽车B开始匀减速刹车直到静止后保持不动,其刹车的加速度大小为a=2 m/s2,则经过多长时间两车恰好相遇?
考向2 速度大者追速度小者
例2 一汽车在直线公路段上以54 km/h的速度匀速行驶,突然发现在其正前方14 m处有一辆自行车以5 m/s的速度同向匀速行驶.经过0.4 s的反应时间后,司机开始刹车,则:
(1)为了避免相撞,汽车的加速度大小至少为多少?
(2)若汽车刹车时的加速度大小只有4 m/s2,在汽车开始刹车的同时自行车开始以一定的加速度匀加速行驶,则自行车的加速度至少为多大才能保证两车不相撞?
考向3 体育赛事中的追及问题
例3 如图所示,在一次接力训练中,已知甲、乙两运动员经短距离加速后都能达到并保持10 m/s的速度跑完全程.设乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速运动,加速度大小为3 m/s2.乙在接力区前端听到口令时起跑,在甲、乙相遇时完成交接棒.在这次练习中,甲以v=10 m/s的速度跑到接力区前端s0=14.0 m处向乙发出起跑口令.已知接力区的长度为L=20 m.
(1)求此次练习中交接棒处离接力区前端(即乙出发的位置)的距离;
(2)为了达到理想成绩,需要乙恰好在速度达到与甲相同时被甲追上,则甲应在接力区前端多远时对乙发出起跑口令?
(3)在(2)中,棒经过接力区的时间是多少?
题型二 图像法在追及相遇问题中的应用
考向1 x-t图像、v-t图像中的追及相遇问题
例4 甲、乙两辆玩具车在同一平直路面上行驶,二者运动的位移-时间图像如图所示,其中乙车的位移-时间图线是关于x轴对称的抛物线的一部分,则下列说法正确的是( )
A.甲车先做匀减速直线运动后做匀速直线运动
B.乙车一定做初速度为零的匀加速直线运动
C.甲车在0~10 s内的平均速度为-1.5 m/s
D.在0~10 s内甲、乙两车相遇两次,且相遇时速度可能相等
变式训练2 (多选)甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v-t图像如图所示.已知两车在t=3 s时并排行驶,则( )
A.在t=1 s时,甲车在乙车后
B.在t=0时,甲车在乙车前7.5 m
C.两车另一次并排行驶的时刻是t=2 s
D.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m
考向2 利用v-t图像分析追及相遇问题
例5 假设高速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶.甲车在前,乙车在后,速度均为v0=30 m/s.甲、乙相距x0=100 m,t=0时刻甲车遭遇紧急情况后,甲、乙两车的加速度随时间变化分别如图甲、乙所示.取运动方向为正方向.下列说法正确的是( )
A.t=3 s时两车相距最近
B.t=6 s时两车速度不相等
C.t=6 s时两车距离最近,且最近距离为10 m
D.两车在0~9 s内会相撞
课时精练
1.(多选)如图,直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位移-时间(x-t)图线,由图可知( )
A.在时刻t1,a车追上b车
B.在时刻t2,a、b两车运动方向相反
C.在t1到t2这段时间内,b车的速率先减小后增大
D.在t1到t2这段时间内,b车的速率一直比a车大
2.(多选甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动,其速度—时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示.已知两车在t2时刻并排行驶.下列说法正确的是( )
A.两车在t1时刻也并排行驶
B.在t1时刻甲车在后,乙车在前
C.甲车的加速度大小先增大后减小
D.乙车的加速度大小先减小后增大
3.一辆轿车在平直公路的一条车道上以72 km/h的速度匀速行驶,突然发现其正前方120 m处有一辆货车同向匀速前进,于是轿车紧急刹车做匀减速运动,若轿车刹车过程的加速度大小为a=1 m/s2,两车相距最近时,距离为22 m,忽略司机的反应时间,则货车的速度大小为( )
A.21.6 km/h B.18 km/h
C.16 km/h D.12 km/h
4.(多选)两辆汽车在同一直道上以相等的速度v0做同向直线运动,某时刻前车突然熄火做加速度大小为a1的匀减速运动,后车司机经Δt时间后刹车,以大小为a2的加速度做匀减速运动,结果两车同时停下且没有发生碰撞,则在前车熄火前,两车正常行驶时之间距离至少是( )
A.eq \f(v0Δt,2) B.v0Δt
C.eq \f(v02,2)(eq \f(1,a1)+eq \f(1,a2)) D.eq \f(v02,2)(eq \f(1,a1)-eq \f(1,a2))
5.(多选)甲、乙两物体从同一地点同时开始做直线运动的v-t图像如图所示.根据图像提供的信息可知( )
A.6 s末乙追上甲
B.在乙追上甲之前,甲、乙相距最远为10 m
C.8 s末甲、乙两物体相遇,且离出发点32 m
D.在0~4 s内与4~6 s内甲的平均速度相等
6.在恶劣天气中,能见度很低,甲、乙两汽车在一条平直的单行道上,甲在前、乙在后同向行驶.某时刻两车司机听到前方有事故发生的警笛提示,同时开始刹车,两车刹车后的v-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲车的加速度大于乙车的加速度
B.若t=24 s时两车未发生碰撞,则此时两车相距最远
C.为避免两车发生碰撞,开始刹车时两车的间距至少为48 m
D.若两车发生碰撞,则可能是在开始刹车24 s以后的某时刻发生的
7.台风“烟花”的出现引起多地暴雨,致使高速公路上的司机难以看清前方道路,严重影响道路交通安全.某高速公路同一直线车道上同向匀速行驶的轿车和货车,其速度大小分别为v1=40 m/s、v2=25 m/s,轿车在与货车距离x0=22 m时才发现前方有货车,此时轿车立即刹车,若无其他影响,轿车要经过x=160 m才能停下来.两车均可视为质点.若轿车刹车时货车仍以速度v2匀速行驶,忽略反应时间,通过计算分析两车是否会相撞.
8.一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以10 m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定前去追赶,经过5.5 s后警车发动起来,并以2.5 m/s2的加速度做匀加速运动,但警车的行驶速度必须控制在90 km/h以内.求:
(1)警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离;
(2)警车发动后要多长时间才能追上货车.
9.(2022·广东汕头市质检)某一长直的赛道上,一辆F1赛车前方200 m处有一安全车正以10 m/s的速度匀速前进,这时赛车从静止出发以2 m/s2的加速度追赶.
(1)求赛车出发3 s末的瞬时速度大小;
(2)求赛车何时追上安全车及追上之前与安全车的最远距离;
(3)当赛车刚追上安全车时,赛车手立即刹车,使赛车以4 m/s2的加速度做匀减速直线运动,则两车再经过多长时间第二次相遇?(设赛车可以从安全车旁经过而不相碰)
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