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追及问题的常见4种情形(追击问题)

导读 大家好,我是小夏,我来为大家解答以上问题。追及问题的常见4种情形,追击问题很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!火车以速度v1匀速...

大家好,我是小夏,我来为大家解答以上问题。追及问题的常见4种情形,追击问题很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

火车以速度v1匀速行驶,司机发现前方同轨道上相距s处有另一列火车沿同方向以速度v2(对地、且v1>v2)做匀速运动,司机立即以加速度a紧急刹车.要使两车不相撞,a应满足什么条件?

解法一:物理方法

若恰能使两车在速度相等时后车追上前车,这正是两车恰不相撞的临界状态,此时对应的加速度即为两车不相撞的最小加速度.综上分析可知,两车恰不相撞时应满足下列两方程:

v1t-?a0t2=v2t+s ①

v1-a0t=v2 ②

解之可得:a0=(v2-v1)2/2s

所以当a≥(v2-v1)2/2s时,两车即不会相撞.

解法二:数学方法

假设经时间t两车相遇,则其位移关系应为

v1t-?at2=s+v2t

即?at2+(v2-v1)t+s≥0

若两车不相撞,则对任一时间t,不等式需满足:

Δ=(v2-v1)2-2as≤0

由此得a≥ (v2-v1)2/2s

解法三:相对运动法

以前车为参考系,刹车后后车相对前车做初速度v0=v1-v2、加速度为a的匀减速直线运动.当后车相对前车的速度减为零时,若相对位移 ≤s,则不会相撞.故由

=v02/2a =(v2-v1)2/2a≤s

得a≥(v2-v1)2/2s.

题型四:匀速追加速

【例4】一车处于静止状态,车后相距s0=25m处有一个人,当车开始起动以1 m/s2的加速前进的同时,人以6m/s速度匀速追车,能否追上?若追不上,人车间最小距离为多少?

[解析]方法一、数学方法

依题意可知,人与车运动时间相等(设为t)。假设人能追上车,当人追上车时,二者之间的位移关系应为x人-x车=s0,即 v人t-?at2=s0

由上式求解t,若有解则能追上,反之追不上,将题中数据代入整理后可得

t2-12t+50=0

由于判别式:Δ=b2-4ac=122-4×50=-56<0

所以,人不可能追上车。

人与车间的距离为:Δx=s0+x车-x人=?t2-6t+25=?(t-6)2+7

当t=6s时,最小距离为Δxmin=7m

方法二、物理方法

当车的速度等于人的速度时,是能否追上的临界条件。则当车加速至等于人的速度6m/s时,车的位移

x车=v2/2a=18m

所用时间t=v/a=6s

这段时间内人的位移x人=vt=36m

因为x人当车的速度等于人的速度时,人与车的距离小,则人、车间最小距离为:Δxmin=s0+x车-x人=7m 方法三、图象法 人比车至多多走的位移为图中阴影部分面积,由三角形面积公式可得,Δx=18m,因为人若追上车,要比车多走s0=25m,很明显,人不可能追上车。且人、车间最小距离为:Δxmin=s0-Δx =7m 方法四、相对运动法 以车为参考系,人运动的相对初速度为v人车=6m/s 相对加速度为a人车=-1m/s2 当人减速至相对速度零时,相对位移x人车= -v人车2/2a人车=18m 因为x人车

本文到此讲解完毕了,希望对大家有帮助。