Виды задач на движение (материал к уроку)

Этот раздел посвящен текстовым задачам на движение. В них допускается определенная идеализация: считается, что тела движутся прямолинейно и равномерно, скорости постоянны в течение определенных промежутков времени, не меняются при поворотах и т. д., движущиеся тела считаются материальными точками (если не оговорено противное), т. е. не имеющими размеров и массы (вернее, их размеры и масса несущественны для решения задачи).

Основные типы задач на движение:

1) задачи на движение по прямой (навстречу и вдогонку),

2) задачи на движение по замкнутой трассе,

3) задачи на движение по воде,

4) задачи на среднюю скорость,

5) задачи на движение протяженных тел.

Рассмотрим более подробно каждый из этих типов задач, выделив, где необходимо, базовые задачи. Движение навстречуОдним из методов решения задач является создание упрощенной модели. Пример 1. Рассмотрим два объекта, движущихся навстречу с указанными на рисунке скоростями. Пусть прошла 1 минута. Как изменилось положение объектов:

Видим, что расстояние между объектами сократилось на 15 + 10 = 25 метров. Таким образом, объекты сближаются со скоростью, равной сумме их скоростей. Значит, время их встречи равно t = 100/(15 + 10) = 4 (мин). Если расстояние между двумя телами равно s, а их скорости v1 и v2, то время t, через которое они встретятся, находится по формулеt = S/(v1 + v2 ). Пример 2. Расстояние между городами А и В равно 435 км. Из города А в город В со скоростью 60 км/ч выехал первый автомобиль, а через час после этого навстречу ему из города В выехал со скоростью 65 км/ч второй автомобиль. На каком расстоянии от города А автомобили встретятся? Ответ дайте в километрах.

Решение. Через час после выезда первого автомобиля расстояние между автомобилями стало равно 435 - 60 = 375 (км), поэтому автомобили встретятся через времяt = 375/(60 + 65) = 3 (ч)Таким образом, до момента встречи первый автомобиль будет находиться в пути 4 часа и проедет 60 · 4 = 240 (км). Ответ: Движение вдогонкуПример 3. Рассмотрим два объекта, один из которых догоняет другой, с указанными на рисунке скоростями.

Полную информацию смотрите в файле. 

Задачи на движение

Этот раздел посвящен текстовым задачам на движение. В них допускается определенная идеализация: считается, что тела движутся прямолинейно и равномерно, скорости постоянны в течение определенных промежутков времени, не меняются при поворотах и т. д., движущиеся тела считаются материальными точками (если не оговорено противное), т.е. не имеющими размеров и массы (вернее, их размеры и масса несущественны для решения задачи).Основные типы задач на движение:

1) задачи на движение по прямой (навстречу и вдогонку),2) задачи на движение по замкнутой трассе,3) задачи на движение по воде,4) задачи на среднюю скорость,5) задачи на движение протяженных тел.

Рассмотрим более подробно каждый из этих типов задач, выделив, где необходимо, базовые задачи.Движение навстречуОдним из методов решения задач является создание упрощенной модели.Пример 1.Рассмотрим два объекта, движущихся навстречу с указанными на рисунке скоростями.Пусть прошла 1 минута. Как изменилось положение объектов:Видим, что расстояние между объектами сократилось на 15 + 10 = 25 метров. Таким образом, объекты сближаются со скоростью, равной сумме их скоростей. Значит, время их встречи равно t = 100/(15 + 10) = 4 (мин).Если расстояние между двумя телами равно s, а их скорости v₁ и v₂, то время t, через которое они встретятся, находится по формулеt = S/(v₁ + v₂ ).Пример 2.Расстояние между городами А и В равно 435 км. Из города А в город В со скоростью 60 км/ч выехал первый автомобиль, а через час после этого навстречу ему из города В выехал со скоростью 65 км/ч второй автомобиль. На каком расстоянии от города А автомобили встретятся? Ответ дайте в километрах.Решение.Через час после выезда первого автомобиля расстояние между автомобилями стало равно 435 - 60 = 375 (км), поэтому автомобили встретятся через времяt = 375/(60 + 65) = 3 (ч)Таким образом, до момента встречи первый автомобиль будет находиться в пути 4 часа и проедет 60 · 4 = 240 (км).Ответ: Движение вдогонкуПример 3.Рассмотрим два объекта, один из которых догоняет другой, с указанными на рисунке скоростями.Пусть прошла 1 минута. Как изменилось положение объектов:Видим, что расстояние между объектами сократилось на 15 – 10 = 5 метров. Т.е. объекты сближаются со скоростью, равной разности их скоростей. Значит, время, за которое первый объект догонит другой, или время их встречи равноt = 100/(15 - 10) = 20 (мин).Если расстояние между двумя телами равно s, и они движутся по прямой в одну сторону со скоростями v₁ и v₂ соответственно (v₁ v₂) так, что первое тело следует за вторым, то время t, через которое первое тело догонит второе, находится по формуле t = S/(v₁ - v₂ ).Пример 4.Два пешехода отправляются в одном направлении одновременно из одного и того же места на прогулку по аллее парка. Скорость первого на 1,5 км/ч больше скорости второго. Через сколько минут расстояние между пешеходами станет равным 300 метрам?Решение.Время t в часах, за которое расстояние между пешеходами станет равным 300 метрам, т. е. 0,3 км, находим по формулеt = 0,3/(v + 1,5 - v) = 0,3/1,5 = 0,2 (ч)Следовательно, это время составляет 12 минут.Ответ: Движение по окружности (замкнутой трассе)Пример 5.Рассмотрим движение двух точек по окружности длины L в одном направлении при одновременном старте со скоростями v₁ и v₂ (v₁ v₂) и ответим на вопрос: через какое время первая точка будет опережать вторую ровно на один круг? Считая, что вторая точка покоится, а первая приближается к ней со скоростью v₁ – v₂, получим, что условие задачи будет выполнено, когда первая точка поравняется в первый раз со второй. При этом первая точка пройдет расстояние, равное длине одного круга, и искомая формула ничем не отличается от формулы, полученной для задачи на движение вдогонку: t = L/(v₁- v₂) .Итак, если две точки начинают движение по окружности в одну сторону со скоростями v₁ и v₂ соответственно (v₁ v₂), то первая точка приближается ко второй со скоростью v₁ - v₂ и в момент, когда первая точка в первый раз догоняет вторую, она проходит расстояние на один круг больше.Пример 6.Из одной точки круговой трассы, длина которой равна 14 км, одновременно в одном направлении стартовали два автомобиля. Скорость первого автомобиля равна 80 км/ч, и через 40 минут после старта он опережал второй автомобиль на один круг. Найдите скорость второго автомобиля. Ответ дайте в км/ч.Решение.Пусть скорость второго автомобиля х км/ч. Поскольку 40 минут составляют 2/3 часа и это — то время, за которое первый автомобиль будет опережать второй на один круг, составим по условию задачи уравнение14/(80-x) = 2/3, 160 - 2x = 42, т.е. х = 59 (км/ч).Ответ: Движение по водеВ задачах на движение по воде скорость течения считается неизменной. При движении по течению скорость течения прибавляется к скорости плывущего тела, при движении против течения — вычитается из скорости тела. Скорость плота считается равной скорости течения.Пример 7.Теплоход, скорость которого в неподвижной воде равна 25 км/ч, проходит по течению реки и после стоянки возвращается в исходный пункт. Скорость течения равна 3 км/ч, стоянка длится 5 часов, а в исходный пункт теплоход возвращается через 30 часов после отплытия из него. Сколько километров прошел теплоход за весь рейс?Решение.Пусть искомая величина равна 2S.

Составим по условию задачи уравнение ,откуда .Значит, искомое расстояние равно 616 км.Ответ: Средняя скоростьНапомним, что средняя скорость вычисляется по формулегде S — путь, пройденный телом, a t — время, за которое этот путь пройден. Если путь состоит из нескольких участков, то следует вычислить всю длину пути и всё время движения. Например, если путь состоял из двух участков протяженностью S₁ и S₂, скорости на которых были равны соответственно v₁ и v₂, то где Пример 8.Первую треть трассы велосипедист ехал со скоростью 12 км/ч, вторую треть — со скоростью 16 км/ч, а последнюю треть — со скоростью 24 км/ч. Найдите среднюю скорость велосипедиста на протяжении всего пути. Ответ дайте в км/ч.Решение.Обозначим длину всей трассы через 3S. Тогда первую треть трассы велосипедист проехал за время t₁ = S/12, вторую треть — за время t₂ = S/16, последнюю треть — за время t₃ = S/24. Значит, время, потраченное им на весь путь, равно t₁ + t₂ + t₃,т. е. Поэтому искомая средняя скорость находится по формуле