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专题05多过程问题和追及相遇问题
导练目标
导练内容
目标1
多过程问题
目标2
追及相遇问题
【知识导学与典例导练】
一、多过程问题
1.多过程问题的处理方法和技巧:
(1)充分借助v-t图像,从图像中可以反映出物体运动过程经历的不同阶段,可获得的重要信息有加速度(斜率)、位移(面积)和速度;
(2)不同过程之间的衔接的关键物理量是不同过程之间的衔接速度;
(3)用好匀变速直线运动的三个基本公式和平均速度公式:v=v0+at;x=v0t+eq\f(1,2)at2;v2-veq\o\al(02,)=2ax;x=eq\f(v+v0,2)t。
2.两种常见的多过程模型
(1)多过程v-t图像“上凸”模型
【特点】
全程初末速度为零,匀加速直线运动过程和匀减速过程平均速度相等。
【三个比例关系】
=1\*GB3①由速度公式:v=a1t1;v=a2t2(逆向看作匀加速直线运动)得:SKIPIF10;
=2\*GB3②由速度位移公式:v2=2a1x1;v2=2a2x2(逆向看作匀加速直线运动)得:SKIPIF10;
=3\*GB3③由平均速度位移公式:SKIPIF10;SKIPIF10得:SKIPIF10。
【衔接速度和图线所围面积】
=1\*GB3①衔接速度是两个不同过程联系的关键,它可能是一个过程的末速度,另外一个过程的初速度。
=2\*GB3②图线与t轴所围面积,可能是某个过程的位移,也可能是全过程的位移。
(2)多过程v-t图像“下凹”模型
【案例】车过ETC通道耽搁时间问题:
耽搁的距离:阴影面积表示的位移SKIPIF10;耽搁的时间:SKIPIF10
【例1】SKIPIF10是高速公路上不停车电子收费系统的简称。如图所示,汽车以SKIPIF10的速度行驶,如果过人工收费通道,需要在收费站中心线处减速至0,经过SKIPIF10缴费后,再加速至SKIPIF10行驶;如果过SKIPIF10通道,需要在中心线前方SKIPIF10处减速至SKIPIF10,匀速到达中心线后,再加速至SKIPIF10行驶。设汽车加速和减速的加速度大小均为SKIPIF10。下列说法正确的是()
A.若汽车通过人工收费通道,从开始减速到恢复正常行驶过程中通过的路程为SKIPIF10
B.若汽车通过SKIPIF10通道,从开始减速到恢复正常行驶过程中通过的路程为SKIPIF10
C.汽车通过SKIPIF10通道,从开始减速到恢复正常行驶过程中所用时间为SKIPIF10
D.汽车通过SKIPIF10通道比通过人工收费通道节约SKIPIF10
【例2】一儿童玩耍时不慎从45m高的阳台上无初速度掉下,在他刚掉下时恰被楼下一社区管理人员发现,该人员迅速由静止冲向儿童下落处的正下方楼底,准备接住儿童。已知管理人员到楼底的距离为18m,为确保能稳妥安全地接住儿童,管理人员将尽力节约时间,但又必须保证接住儿童时没有水平方向的冲击。不计空气阻力,将儿童和管理人员都看作质点,设管理人员奔跑过程中只做匀速或匀变速运动,g取10m/s2。
(1)管理人员至少用多大的平均速度跑到楼底?
(2)若管理人员在奔跑过程中做匀加速或匀减速运动的加速度大小相等,且最大速度不超过9m/s,求管理人员奔跑时加速度的大小需满足什么条件?
追及相遇问题
1.情景分析法解题思路
2.图像分析法的解题思路
图像分析法是指将两个物体的运动图像画在同一坐标系中,然后根据图像分析求解相关问题。
(1)若用位移图像求解,分别作出两个物体的位移图像,如果两个物体的位移图像相交,则说明两物体相遇。
(2)若用速度图像求解,则注意比较速度图线与时间轴包围的面积。
[注意]x-t图像的交点表示两物体相遇,而v-t图像的交点只表示两物体此时速度相等。
3.函数判断法的解题技巧
设两物体在t时刻相遇,然后根据位移关系列出关于t的方程xA=xB+x0
(1)若Δ0有两解,说明两物体相遇两次;
(2)若Δ=0有一解,说明两物体相遇一次;
(3)若Δ0无解,说
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