第二章 第五节 匀变速直线运动与汽车安全行驶-【高考领航】2023-2024学年高中物理必修第一册同步核心辅导与测评（粤教版）

第五节　匀变速直线运动与汽车安全行驶 核心素养要求 核心素养呈现 1.知道反应时间，反应距离. 2.掌握判断汽车安全与否的方法. 　汽车安全行驶问题 1．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． 2．反应时间和反应距离 (1)反应时间：驾驶员从发现情况到采取相应的措施经过的时间． (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． (3)反应距离：汽车在反应时间内行驶的距离，即s1＝vΔt． 3．刹车时间和刹车距离 (1)刹车时间：从驾驶员采取制动措施到汽车完全停下来经历的时间． (2)刹车时间内汽车的运动：汽车做匀减速直线运动． (3)刹车距离：汽车在刹车时间内前进的距离．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． (1)喝酒后不允许开车．酒后驾车会延长刹车时间．(×) (2)酒后驾驶会使反应距离在相同条件下明显增加．(√) (3)疲劳驾驶有可能会延长反应时间．(√) (4)行车途中要与前车保持一定安全距离．(√) (5)安全距离就是刹车距离．(×) 　安全距离 [思考探究] 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，那什么是安全距离吗？ 提示：包括反应距离和刹车距离． [思维深化] 1．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． 2．反应时间内汽车的运动：汽车在反应时间内做匀速直线运动． 3．汽车在刹车过程做匀减速直线运动． 　某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)题设有：l＝vmt0＋ 解得：vm＝30 m/s. 答案：(1)4 s　(2)60 m　(3)30 m/s 安全距离为汽车在反应时间内匀速运动的位移与做出刹车动作(刹车)后匀减速运动的位移之和；一般情况下求刹车位移必须先求刹车时间． [针对训练] 1．一辆汽车以20 m/s的速度在平直公路上匀速行驶，司机发现前方有危险，0.7 s后做出反应马上制动，刹车时的加速度大小为10 m/s2，求司机发现前方有危险到汽车完全停下来，汽车行驶的距离． 解析：反应时间内汽车的位移 s1＝vt＝20×0.7 m＝14 m. 刹车时间内汽车的位移 s2＝＝ m＝20 m. 故汽车行驶的距离为s＝s1＋s2＝34 m. 答案：34 m 　判断汽车是否安全行驶 [思维深化] 1．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． 2．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． 　当汽车在路上出现故障时，应在车后放置三角警示牌(如图所示)，以提醒后面驾车司机，减速安全通过．在夜间，有一货车因故障停驶，后面有一小轿车以30 m/s的速度向前驶来，由于夜间视线不好，小轿车驾驶员只能看清前方50 m的物体，并且他的反应时间为0.6 s，制动后最大加速度为5 m/s2.求： (1)小轿车从刹车到停止所用的最短时间； (2)三角警示牌至少要放在车后多远处，才能有效避免两车相撞． 解析：(1)设从刹车到停止时间为t2，则 t2＝＝ s＝6 s. (2)反应时间内做匀速运动， 则s1＝v0t1，解得s1＝18 m 设从刹车到停止的位移为s2， 则s2＝，解得s2＝90 m 则小轿车从发现物体到停止的行驶距离为s＝s1＋s2＝108 m 所求间距Δs＝s－50 m＝58 m. 答案：(1)6 s　(2)58 m [针对训练] 2．一辆汽车在高速公路上行驶的速度为108 km/h.当驾驶员前方80 m处发现交通事故时，马上紧急刹车，并以7.5 m/s2的恒定加速度减速行驶，该汽车是否出现安全问题？(驾驶员反应时间为0.5 s) 解析：108 km/h＝30 m/s，汽车在反应时间内的位移 s1＝vt1＝30×0.5 m＝15 m 匀减速直线运动的位移s2＝＝60 m 因为s1＋s2＝75 m<80 m 所以不会有安全问题． 答案：否 1．请根据以下资料判断，汽车行驶在水平