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《追击相遇问题》的教学设计
〈追击相遇问题〉是对《直线运动》知识的综合应用,对学生的要求比较高,既有物理知识上的要求,又有对数学工具上的要求,更有对学生综合分析能力上的要求。

1.弄清本部分内容在物理学的位置

属运动的并联

2.回避追击相遇的各种情况罗列,如:同向、反向,同时、不同时,同一地点、不同地点,匀变速、匀速等等的组合罗列。

3.但应该知道追击相遇问题所能考查的两种情况

两物体是否相遇的判断——(1)若能相遇,必有相遇几次的讨论;(2)若不相遇,则有两物体之间的最大或最小距离的计算。

4.解题方法

建议利用数学解析的方法

例:甲、乙两物体相距s,同时、同向、沿同一直线运动,甲在前面做初速度为零,加速度为a1的匀加速直线运动,乙在后面做初速度为v0加速度为a2的加速直线运动,则(ABD)

A、若a1=a2,则两物体可能相遇一次

B、若a1>a2,则两物体可能相遇两次

C、若a1<a2,则两物体可能相遇两次

D、若a1>a2,则两物体可能相遇一次,或不相遇

小练一下:甲、乙两辆汽车行驶在一条平直公路上,甲在乙车后面做速度为v的匀速运动,乙车在前面做初速度为0的匀加速直线运动,加速度为a,同向而行,开始时两车在运动方向上相距s,求使两车相遇两次时v、a、s所满足的条件?

实战应用

题目1:一辆汽车在十字路口等候绿灯,当绿灯亮时汽车以3m/s2的加速度开始行驶,恰在这时一辆自行车以6m/s的速度匀速驶来,从后边赶过汽车,试求:

(1)汽车从路口开动后,在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远,此时距离是多少?

(2)什么时候汽车追上自行车,此时汽车速度是多少?

利用上面的方法,很容易解决上面的题

目2:甲、乙两车同时从同地出发,向同一方向行驶,甲以初速度20m/s,加速度大小为0.2m/s2做匀减速直线前进,乙车从静止起以0.3m/s2的加速度加速追赶甲车,求

(1)乙车追上甲车用了多长时间;

(2)若乙车以0.1m/s2的加速度匀加速追赶甲车,乙追上甲用多长时间?(被追对象已停)

本题目与上题目有相似之处,第(1)、(2)中表面上只是对乙车的加速度做了一些变化,但完全有可能是量变与质变的关系,应该是两种不同的情况。纠其原因是甲车做匀减速直线运动引起的,“匀减速——一个危险的运动”,涉及到甲车停与不停的判断。

3、汽车以25m/s的速度匀速直线行驶,在它后面有一辆摩托车,当两车相距1000m时,摩托车从静止开始起动追赶汽车,摩托车的最大速度可达30m/s,若使摩托车在4min时刚好追上汽车,求摩托车的加速度?

摩托车可能一直加速,没增到最大速度就已追上;可能加速到最大速度时刚好追上;可能先加速到速度最大后又匀速一段后才追上。

需要就上面情况做出判断,或针对最可能的情况做出推理然后进行取舍。

4、某警车追捕超速违章车辆,警车油料有限,只能再做2.2×106J的功,车重5t,阻力恒为1000N,初速度为10m/s,加速度a=2m/s2不变,超违车辆初速度为15m/s,加速度为0.5m/s2不变,距离为25m,问警车能否追上超违车辆。

5、两辆汽车分别在两条平行的平直轨道上行驶,A匀加速行驶,B匀减速行驶,自A第一次与B相遇起,到第二次相遇共20s,A加速度大小为0.2m/s2,B加速度大小为0.8m/s2,(到第二次相遇两车速度均不为零),问A、B第一次相遇到第二次相遇的过程中相距的最大距离为多少?

6、敌方一枚导弹从地面竖直向上由静止开始匀加速发射,加速度大小为10m/s2,我方在一段时间后在导弹正下方举枪射击,子弹的初速度为500m/s,若要求子弹与导弹的相对速度为100m/s时击中,问等多长时间射击可按要求击中导弹?(g=10m/s2,不考虑空气阻力)

7、在4×100m接力比赛中,第一棒运动员以12m/s的速度匀速跑向接力区,第二棒运动员需在20m的接棒区内加速到这一速度才能使前一棒运动员不减速,以保证取得好成绩,若把接棒运动员在接棒区内的运动看做匀加速直线运动,为达到最佳配合,第二棒运动员起跑加速度至少是多少?他需在前一棒运动员距离接棒区多远时开始加速?

假设羚羊从静止开始奔跑,经50m能加速到最大速度25m/s并能维持较长时间; 猎豹从静止开始奔跑,经60m能加速到最大速度30m/s ,以后只能维持这个速度4s。设猎豹距羚羊xm时开始攻击,羚羊则在猎豹开始攻击后1s才开始逃跑,假定羚羊和猎豹在加速阶段分别作匀加速直线运动,且均沿同一直线奔跑。

(1)猎豹要在其最大速度减速前追上羚羊,X的取值范围;

(2)猎豹要在其加速阶段追上羚羊,X在什么范围。

解:

1.根据V2=2as

解得a羊=6.25m/s2   a豹=7.5m/s2

所以加速时间他们都是4s。

豹子8s后减速,它走的距离为60+30×4=180m

羊走了7s    50+3×25=125m

所以X小于等于55米

2.豹子走了4s走了60m

羊只能走3s,走了1/2×6.25×3×3=28.125m

所以X小于等于31.875m