追及相碰是运动学中研究同一直线上两个物体运动时常常涉及的两类问题,也是匀速直线运动规律在实际问题中的具体应用。
1、追及、相碰的特征。
追及的主要条件是两个物体在追赶上时处在同一位置,常见的情形有三种:一是初速度为零的匀加速运动的物体甲追赶同方向的匀速的物体乙时,一定能追上,在追上之前两者有最大距离的条件是两物体速度相等,即v甲=v乙。二是匀速运动的物体甲追赶同方向做匀加速运动的物体乙时,存在一个恰好追上或恰好追不上的临界条件是两物体速度相等,即v甲=v乙。
此临界条件给出了一个判断此中追赶情形能否追上的方法,即可通过比较两物体处在同一位置时的速度大小来分析,具体方法是:假定在追赶过程中两者能处在同一位置,比较此时的速度大小,若v甲》v乙,则能追上,若v甲2、解“追及”、相碰问题的思路:
解题的基本思路是:1.根据两物体运动过程的分析,画出物体运动的示意图。
2.根据两物体的运动性质,分别列出两物体的位移方程。注意要将两物体运动时间的关系反映在方程中。
3.由运动示意图找出两物体位移的关联方。
程。4.联立方程求解。
3、分析追及、相碰问题应注意:
1.分析追及、相碰问题时,一定要抓住一个条件,两个关系:一个条件是两个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:时间关系和位移关系。其中通过画草图找到两物体位移之间的数量关系,是解题的突破口。
因此,在学习中一定要养成画草图分析问题的良好习惯。
2.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停止运动。
3、仔细审题,注意抓住题目中的关键字眼,充分挖掘题目中的隐含条件。如“刚好”“恰好”“最多”“至少”等,往往对应一个临界状态,满足相应的临界条件。
4.解决追及和相碰问题大致分为两种方法,即数学方法和物理方法。求解过程中可以有不同的思路,例如:考虑图像法等等。
例1、一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以8m/s的速度匀速行驶的货车有违章行为时,决定前去追赶,经2.5s,警车发动起来,以加速度2m/s2做匀加速运动。
试问:(1)警车要多长时间才能追上货车?
2)在警车追上货车之前,两车间的最大距离是多少?
例2、一列车的制动性能经测定,当它以标准速度20m/s在水平轨道上行时,制动后需40s才停下,现这列车正以20m/s的速度在水平轨道上行驶,司发现前方180m处一货车正以6m/s的速度同向行驶,于是立即制动,问是否会发生撞车事故?
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