1、1追及和相遇问题教学目标:1.能灵活运用匀变速直线运动的位移速度公式2.能处理追及相遇问题。判断追上的条件,及相距最近,最远时的条件。教学重点:常见的几种相遇问题教学难点:判断能否被追上教学方法:分析法 推理法一 、新课教学一、 追及问题1、追及问题中两者速度大小与两者距离变化的关系。甲物体追赶前方的乙物体,若甲的速度大于乙的速度,则两者之间的距离 。若甲的速度小于乙的速度,则两者之间的距离 。若一段时间内两者速度相等,则两者之间的距离 。例:一小汽车从静止开始以 3m/s2的加速度启动,恰有一自行车以 6m/s的速度从车边匀速驶过,(1)试定性分析汽车从开动后至追上自行车前两车间的距离随时间
2、变化的情况。(2)汽车在追上自行车前经过多长时间后两者距离最远?此时距离是多少?分析:汽车追自行车 先距离越来越大后距离越来越小直到追上汽车在追上自行车前经过 2S钟两者距离最远。解法一、利用二次函数极值法求解 设经过时间 t 汽车和自行车之间的距离 x , x x 自 x 汽 v 自 t at2/26 t3 t2/2 二次函数求极值的条件可知:当 tb/2a6/32 s 时,两车之间的距离有极大值,且 xm6232 2/26 m 解法二、利用分析法求解当汽车的速度与自行车的速度相等时,两车之间的距离最大。 由上述分析可知当两车之间的距离最大时有 v 汽 at v 自 t v 自 /a6/32
3、 s xm x 自 x 汽 xm v 自 t at2/26232 2/26 m 解法三、利用图象求解当 t t0 时矩形与三角形的面积之差最大。 2 xm6 t0/2 (1)因为汽车的速度图线的斜率等于汽车的加速度大小 a6/ t0 t06/ a6/32 s (2)由上面(1)、(2)两式可得 xm6 m (3)什么时候追上自行车?此时汽车的速度是多少?v 自 t at2/26t3 t2/2t4s v 汽 at34 12 m/s例 2.车从静止开始以 1m/s2的加速度前进,车后相距 x0为 25m 处,某人同时开始以6m/s 的速度匀速追车,能否追上?如追不上,求人、车间的最小距离。解析:依
4、题意,人与车运动的时间相等,设为 t。当人追上车时,两者之间的位关系为:x 人 x0 x 车即: v 人 t x0 at2/2由此方程求解 t,若有解,则可追上;若无解,则不能追上。代入数据并整理得:t212 t500 b24 ac12 2450560所以,人追不上车。在刚开始追车时,由于人的速度大于车的速度,因此人车间的距离逐渐减小;当车速大于人的速度时,人车间的距离逐渐增大。因此,当人车速度相等时,两者间距离最小。at6 t6 s在这段时间里,人、车的位移分别为:x 人 v 人 t66 36 mx 车 at2/216 2/218 mx x0 x 车 x 人 2518 367 m追和被追的两
5、物体速度相等是能否追上及两者距离有极值的临界条件。三种情况2、追及问题的特征及处理方法:“追及”主要条件是:两个物体在追赶过程中处在同一位置,常见的情形有三种:1 初速度为零的匀加速运动的物体甲追赶同方向的匀速运动的物体乙,一定能追上,追3上前有最大距离的条件:两物体速度 ,即。 V 甲 -v 乙2 匀速运动的物体甲追赶同向匀加速运动的物体乙,存在一个能否追上的问题。判断方法是:假定速度相等,从位置关系判断。若甲乙速度相等时,甲的位置在乙的后方,则追不上,此时两者之间的距离最小。若甲乙速度相等时,甲的位置在乙的前方,则追上。若甲乙速度相等时,甲乙处于同一位置,则恰好追上,为临界状态。解决问题时
6、要注意二者是否同时出发,是否从同一地点出发。二匀速运动追匀加速运动的情况(开始时 v1 v2): v1 v2时,两者距离变小; v1= v2时,若满足 x1 x2+x,则后者撞上前者(或超越前者),此条件下理论上全程要相遇两次。 匀减速运动的物体追赶同向的匀速运动的物体时,情形跟类似。3、分析追及问题的注意点: 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,如两物体距离最大、最小,恰好追上或恰好追不上等。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。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。仔细审题,充分挖掘题目中的隐含条
7、件,同时注意 图象的应用。vt二、相遇 同向运动的两物体的相遇问题即追及问题,分析同上。3 相向运动的物体,当各自发生的位移绝对值的和等于开始时两物体间的距离时即相遇。练习: A,B 两辆汽车在笔直的公路上同向行驶,当 B 车在 A 车前 84 米处时,B 车的速度为4m/s,且正以 2 m/s2 的加速度做匀加速运动, A 车一直以 20 m/s 的速度做匀速直线运动.问A 车能否追上 B 车? 若追不上 .经过都长的时间它们的距离最小.最小距离为多少?总结:解答追及,相遇问题时要特别注意明确两物体的位移关系、时间关系、速度关系,这些关系是我们根据相关运动学公式列方程的依据。 4(2)常用方
8、法1、解析法2、临界状态分析法3、图像法速度大者减速(匀减速直线运动) 追速度小者(如匀速运动 )避免相撞三匀减速运动追匀速运动的情况(开始时 v1 v2): v1 v2时,两者距离变小; v1= v2时,若满足 x1 x2+x,则后者撞上前者(或超越前者),此条件下理论上全程要相遇两次。【例 3】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 6 m/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?训练 1:一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?训练 2:列车以 72km/h 的速度行驶,司机突然发现一平直铁路上前方 500m 处,一货车正以 36km/h 的速度同向行驶,为避免撞车,列车司机立即刹车,求列车刹车时加速度的最小值5练习.平直公路上,一辆轿车从某处有静止启动,此时恰有一辆货车以 15m/s 速度从,轿车旁边匀速驶过冲到前方,结果轿车运动至离出发点 225m 处时恰好追上货车,设轿车做匀加速运动,试求轿车的加速度 a 和追上之前两车的最大距离