第01次课(试课)讲义 · 追及相遇问题(学生版)

班级:0830高一试课|日期:2026-08-30|时长:30 分钟|姓名:______

一、引入:同一时刻,谁在哪里

两辆车在同一直线公路上同向行驶,一前一后。关于它们的相对位置,通常只关心三个问题:后车能否追上?何时何地追上?追上之前两车相距最远(或最近)是多少?

这三个问题不需要三套结论,只需要一个出发点:在统一的时间基准下写出两车的位置,再比较它们。本节用这个出发点,配合 v-t 图像的面积这一工具,处理追及相遇的基本题型。

二、知识点速览:追及相遇的分析框架

设后车 B 追前车 A,t=0t=0 时 A 在 B 前方 d0d_0 处,两车同时开始运动。

关键对象表达式含义
间距函数d(t)=d0+xA(t)−xB(t)d(t)=d_0+x_A(t)-x_B(t)d>0d>0 未追上;d=0d=0 相遇;d<0d<0 已超越
相遇条件xB=xA+d0x_B=x_A+d_0,即 d(t)=0d(t)=0同一时刻到达同一位置
临界状态vB=vAv_B=v_A 时 d(t)d(t) 取最值vB<vAv_B<v_A 时间距增大,vB>vAv_B>v_A 时间距减小

图像法:在同一 v-t 坐标系中画出两车的图线,两图线之间的有向面积 = 两车的相对位移,即间距的改变量。能否追上、何时追上、距离最值,都可以在图上直接读出。

t/s v/(m·s⁻¹) O 10 5 后车 B:v = 10 m/s 前车 A:v = 2t 两线间面积 = 间距的改变量 t = 5 s 之前 B 比 A 快,间距缩小;之后 A 比 B 快,间距增大 —— v 相等时间距取最值

注记:”vB=vAv_B=v_A 时间距取最值”是求最值的条件,不是相遇条件。把”速度相等”当成”追上”,是本节最常见的错误。

三、例题精讲

例1(热身)[AI原创] 甲车以 8 m/s8\,\text{m/s} 匀速通过路口,同一时刻,停在路口的乙车以 4 m/s24\,\text{m/s}^2 的加速度从静止匀加速追出。

(1) 乙车出发后多久追上甲车?追上时乙车的速度多大? (2) 追上之前,两车间最大距离是多少?

注:相遇条件 d(t)=0d(t)=0 的直接应用;最大距离出现在两车速度相等时。

(演算区)

例2(中档 · 临界判断)[AI原创] 甲车位于乙车前方 32 m32\,\text{m} 处。两车同时开始运动:甲车由静止以 2 m/s22\,\text{m/s}^2 匀加速,乙车以 10 m/s10\,\text{m/s} 匀速追赶。

判断乙车能否追上甲车;若能,求追及时刻;若不能,求两车间最小距离。

注:先求速度相等时刻的间距,再下结论;直接令 d(t)=0d(t)=0 解方程,会把”能否追上”和”何时追上”混在一起。

(演算区)

例3(中难 · 刹车避撞)[AI原创] 夜间,货车与轿车在同一车道同向行驶,速度均为 16 m/s16\,\text{m/s},轿车在后。货车因故障以 4 m/s24\,\text{m/s}^2 的加速度大小紧急刹车;轿车司机反应时间 0.5 s0.5\,\text{s}(此间车速不变),随后以 2 m/s22\,\text{m/s}^2 的加速度大小刹车。

为避免追尾,两车至少应保持多大的间距?

t/s v/(m·s⁻¹) O 16 0.5 4 8.5 货车:a = 4 m/s² 轿车:反应 0.5 s 后 a = 2 m/s² 阴影面积 = 轿车多走的距离 = 40 m 最小安全间距 = 两车位移之差 = 两 v-t 图线之间的面积

注:刹车类追及要先确认两车各自的运动时间与刹停时刻——货车停下之后,轿车仍在继续接近。

(演算区)

例4(难 · 相遇次数)[AI原创] 甲车位于乙车前方 d0d_0 处。两车同时开始运动:甲车由静止以 2 m/s22\,\text{m/s}^2 匀加速,乙车以 10 m/s10\,\text{m/s} 匀速追赶。

(1) 若 d0=16 md_0=16\,\text{m},求两次相遇的时刻; (2) d0d_0 满足什么条件时,两车相遇 2 次、恰好 1 次、0 次? (3) 在 v-t 图像上说明:为什么”恰好相遇一次”对应一个确定的 d0d_0?

t/s v/(m·s⁻¹) O 10 5 乙:v = 10 m/s 甲:v = 2t 面积 = 25 m t = 5 s 前两线间的三角形面积 = 乙最多能追近的距离,把它与 d₀ 比较

注:相遇次数 = 方程 d(t)=0d(t)=0 的正根个数;在图像上对应”最大可追近面积”与 d0d_0 的比较。

(演算区)


四、拓展思考[AI原创]

甲车以 4 m/s4\,\text{m/s} 匀速行驶,乙车在甲车后方 24 m24\,\text{m} 处由静止以 1 m/s21\,\text{m/s}^2 匀加速追赶(同时起步)。

(1) 追上之前,两车间最大距离是多少? (2) 乙车出发多久后追上甲车?追上时乙车速度是甲车的几倍? (3) 与例1 比较:为什么例1 中这个倍数恒为 2,这里却不是?

思路提示:注意乙车起步较慢,间距先增大后减小——最大距离出现在两车速度相等时,而不是在快追上的时候。第 (3) 问把”面积相等”的等式写出来对比即可。

完整解析见教师版。

五、课后小练(3 道 · 中档 1 + 难题 2)[AI原创]

1.(中档)前车以 12 m/s12\,\text{m/s} 匀速行驶,后车以 20 m/s20\,\text{m/s} 行驶,两车相距 24 m24\,\text{m}。后车司机反应时间 1 s1\,\text{s}(此间车速不变),随后以 4 m/s24\,\text{m/s}^2 的加速度大小刹车。判断是否会发生追尾;若不会,求两车间最小距离。(先问自己:速度相等之前,间距一直在缩小吗?)

2.(难)乙车在前方 36 m36\,\text{m} 处由静止以 2 m/s22\,\text{m/s}^2 匀加速,甲车以恒定速度追赶(同时起步)。(1) 若 v甲=10 m/sv_甲=10\,\text{m/s},甲车能追上乙车吗?两车间最小距离是多少?(2) 甲车至少以多大速度才能恰好追上乙车?

3.(难)甲车在前方 32 m32\,\text{m} 处由静止以 1 m/s21\,\text{m/s}^2 匀加速,乙车以 10 m/s10\,\text{m/s} 匀速追赶(同时起步)。(1) 求两次相遇的时刻;(2) 两次相遇地点相距多远?(3) 两次相遇之间,乙车最多领先甲车多少米?

参考答案与解析见教师版。


下节内容:x-t 图像与 v-t 图像的综合运用,相遇问题的图像讨论。