高一物理追及问题相关例题:
例1:甲、乙两车在同一水平直路上做匀速直线运动,其速度大小分别为6m/s和9m/s,甲车在乙车前面,当两车相距L=36m时,甲车开始刹车,加速度大小为a1=2m/s^2,而乙车立即开始刹车,加速度大小为a2=3m/s^2。试求:(1)甲车能否撞上乙车?(2)若甲车能撞上乙车,求出相撞的时间和地点。
解:(1)甲车减速到零所需的时间t1=6s,此时甲车的位移x1=v1t1-1/2a1t1^2=6×6-1/2×2×6^2m=36m,乙车的位移x2=v2t1-1/2a2t1^2=9×6-1/2×3×6^2m=45m,因为x1+L
(2)若甲车能撞上乙车,则有v1t-1/2a1t^2=L+v2t-1/2a2t^2,解得t=3s,此时甲车的位移x甲=v1t-1/2a1t^2=6×3-1/2×2×3^2m=33m,乙车的位移x乙=v2t-1/2a2t^2=9×3-1/2×3×3^2m=33m,相撞地点距甲车的位移为x=x甲+L-x乙=33+36-33m=39m。
例2:一列火车在平直轨道上匀速行驶,其车厢内有一节宽为d的窗口,从窗口中掉落一个物体,物体随火车运动方向与车厢相对静止。求物体落到窗口中某一点的速度?
解:物体做平抛运动,水平方向上做匀速直线运动,竖直方向上做自由落体运动。设物体落到窗口中某一点的速度为v,则有:
v = v0 + vx = v0 + gt = v0 + g(t - t') = v0 + gt - gt' = v0 - gt'
其中v0为火车速度;g为重力加速度;t为物体下落时间;t'为物体在水平方向上运动的时间。
根据题意可知物体落在窗口中某一点时,水平方向上的位移为d,竖直方向上的位移为gt'²/2。因此有:
d² = v²(t - t')² + (gt')²
解得:
v = (d² - g²t'²) / (g² + 4d²)v0
其中v0为火车速度。
综上所述,物体落在窗口中某一点的速度为v = (d² - g²t'²) / (g² + 4d²)v0。
以上是高一物理追及问题的两个例题和相关解析,希望对您有所帮助。
例题:甲、乙两辆汽车在一条平直公路上相向而行,甲车的速度大小为15m/s,乙车的速度大小为10m/s,当两车相距x=25m时,甲车开始刹车,以2m/s2的加速度做匀减速运动,试求甲车能安全地追上乙车的条件。
分析:甲车刹车后做匀减速运动,当速度减小到与乙车相同后,两车距离继续减小,直到甲车追上乙车为止。
解:设甲车减速到与乙车速度相同时的时间为t,位移为x1,则
v1 = v2 + at
x1 = v1t + 1/2at²
当两车速度相等时,有
x1 + x = v2t + 1/2at²
代入数据解得t = 5s
此时甲车的位移为x1 = 75m
乙车的位移为x2 = 50m
设甲车减速到停止前不再运动时恰好追上乙车,则有
x + x2 = x1 + v1(t - v2/a)
代入数据解得x = 35m
所以甲车能安全地追上乙车的条件是x≤35m。
追及问题是在高中物理中常见的问题之一,涉及到速度、加速度和距离等概念。下面是一些常见的追及问题例题和解答。
例题1:甲、乙两辆车在同一直轨道上同向行驶,甲车在前,速度为v1=10m/s,乙车在后,速度为v2=15m/s。因甲车出现故障,在甲车正碰到乙车前,两车同时刹车,刹车的加速度相同,为避免两车相撞,甲车应至少在多少距离上采取紧急刹车?
解答:设甲车刹车后的加速度大小为a,两车相撞时速度为v,则有
v^2-v1^2=2ax
v^2-v2^2=2ax
其中v=v1+at
代入数据解得a=4m/s^2
设甲车刹车前在距离x处采取紧急刹车,则有
x+v1t-v2t=x'
其中v=v1-at
代入数据解得x=35m
例题2:甲、乙两辆车在同一直轨道上同向行驶,甲车在前以速度v1=8m/s做匀速运动,乙车在后以速度v2=20m/s做匀加速运动,乙车加速度大小为a=2m/s^2。为了避免两车相撞,当两车距离至少为多少时,甲车开始刹车?
解答:设甲车开始刹车时距离乙车的距离为x,则有
v2^2-v1^2=2ax'
其中x'为甲车开始刹车时与乙车的距离。
设甲车刹车后经过时间t停止运动,则有
x'+v1t-v2t=x''
其中x''为两车停止运动时的距离。
代入数据解得x'=36m
通过以上两个例题可以看出,追及问题需要考虑到速度、加速度和距离等因素,需要仔细分析两车的运动情况,才能得出正确的答案。在解决这类问题时,需要注意避免两车相撞的条件,以及如何根据条件选择合适的公式进行计算。