第二章 第五节 匀变速直线运动与汽车安全行驶-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一物理必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（粤教版）

第五节　匀变速直线运动与汽车安全行驶

【核心素养目标】

知识点一　汽车行驶安全问题

根据我国道路交通管理的相关规定，同一车道行驶的机动车，后车必须与前车保持必要的安全距离，那什么是安全距离呢？

提示：安全距离就是停车距离，包括反应距离和刹车距离。

1．反应时间和汽车的运动性质

(1)反应时间：从司机意识到应该停车至操作刹车的时间。

(2)反应时间内汽车的运动：汽车仍以原来的速度做匀速直线运动。

2．汽车的实际运动

汽车的实际运动分为两部分：在反应时间内的匀速直线运动和刹车后的匀减速直线运动。汽车的总位移等于这两部分运动位移之和。

【判断正误】

1．酒后驾驶会使反应距离在相同条件下明显增加。(√)

2．疲劳驾驶有可能会延长反应时间。(√)

3．行车途中要与前车保持一定的安全距离。(√)

4．安全距离就是刹车距离。(×)

1．安全距离：安全距离是指在同车道行驶的机动车，后车与前车保持的最短距离。安全距离包含反应距离和刹车距离两部分。

(1)反应距离：汽车在反应时间内匀速行驶的距离，即s1＝v0Δt。

(2)刹车距离：汽车在刹车时间内减速前进的距离。由s2＝可知，刹车距离由行驶速度和加速度决定，而刹车的最大加速度由路面和轮胎决定。

2．安全行驶

为了保证安全，汽车行驶过程中与前方汽车的实际距离应该大于安全距离。

(1)对应于不同路况、车况和天气状况，驾驶员应灵活调节车距，使其大于实际安全距离，才能真正做到安全行驶。

(2)正常情况下人的反应时间约为0.5～1.5 s左右，如果酒后驾车，反应时间会增加2～3倍，所以严禁酒驾。

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(3)由s＝可知，汽车的速度增加1倍，则刹车距离就会增加3倍，所以严禁驾驶员超速驾车行驶。

考向一　行车安全问题

某平直公路上汽车驾驶员以v0＝20 m/s的速度匀速行驶，突然发现距离前方l＝120 m处有一障碍物，该驾驶员立即操纵刹车，直至汽车开始减速，所经历的时间(即反应时间)t0＝1 s，刹车后汽车以大小为a＝5.0 m/s2的恒定加速度运动，最终停止。求：

(1)刹车后汽车减速运动的时间t；

(2)该汽车停止时到障碍物的距离L；

(3)欲使该车不会撞到障碍物，汽车安全行驶的最大速度vm。

解析：(1)汽车的刹车时间：t＝＝ s＝4 s。

(2)设汽车从发现障碍物到停止，前进的距离为：

s＝v0t0＋＝20×1 m＋ m＝60 m

汽车停止时到障碍物的距离：L＝l－s＝60 m。

(3)根据题意有：l＝vmt0＋

解得：vm＝30 m/s。

答案：(1)4 s　(2)60 m　(3)30 m/s

考向二　酒后驾驶问题

如图是《驾驶员守则》中的安全距离图示和部分安全距离表格，请根据表格计算：

(1)如果驾驶员的反应时间一定，请在表格中填上A的数据；

(2)如果路面情况相同，请在表格中填上B、C的数据；

(3)如果路面情况相同，一名喝了酒的驾驶员发现前面 50 m处有一队学生正在横过马路，此时他的车速为 72 km/h，而他的反应时间比正常时慢了0.1 s，请问他能在50 m内停下来吗？

解析：(1)反应时间为t＝＝ s＝0.9 s

则s3＝v3t＝×0.9 m＝20 m。

(2)设汽车刹车时加速度为a，则根据运动学知识有：a＝＝ m/s2＝ m/s2

则B＝＝40 m

则C＝A＋B＝60 m。

(3)驾驶员的反应距离为s′＝v′(t＋Δt)

代入数据解得s′＝20 m

刹车距离为x′＝，

代入数据解得x′＝32.4 m

L′＝s′＋x′＝52.4 m>50 m

故不能在50 m内停下来。

答案：(1)20　(2)40　60　(3)不能

针对练1.(2022·山东烟台高一期中)“道路千万条，安全第一条”，《道路交通安全法》第四十七条规定：机动车行经人行横道应减速行驶；遇行人正在通过人行横道时，应停车让行。已知汽车以12 m/s的速度在马路上匀速行驶，驾驶员发现正前方18 m处的斑马线上有行人，