(讲义)第2章 第5节 匀变速直线运动与汽车安全行驶-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册(粤教版2019)

第五节　匀变速直线运动与汽车安全行驶 1．通过应用匀变速直线运动的公式解决汽车刹车以及安全行驶问题，培养学生的学习兴趣，提高学生分析和解决实际问题的能力． 2．使学生意识到酒后驾车、疲劳驾驶的危害，提高学生的安全行车意识． 知识点　汽车安全行驶常用术语 1．反应时间：从司机意识到应该停车至操作刹车的时间． 2．反应距离：在反应时间内，汽车以原来的速度做匀速直线运动，驶过的距离叫作反应距离． 3．刹车距离：从驾驶员刹车开始，汽车以原行驶速度为初速度，做匀减速直线运动，到汽车完全停下来所通过的距离叫作刹车距离． 4．停车距离：反应距离与刹车距离之和． 　汽车运动模型是将汽车的启动过程、行驶过程和刹车过程分别简化为匀加速直线运动、匀速直线运动和匀减速直线运动． 　(1)反应距离的大小取决于反应时间的长短和汽车速度的大小． (　　) (2)刹车距离指从制动刹车开始汽车减速行驶到停止所走过的距离． (　　) (3)停车距离应大于安全距离． (　　) (4)一辆汽车以36 km/h的速度在公路上行驶，司机看见前面有障碍物立即以2.5 m/s2的加速度刹车，5 s后汽车的位移为________ m. [答案]　(1)√　(2)√　(3)×　(4)20 一载有十几吨小麦的货车在高速公路上发生侧翻事故，后经调查，事故车辆行驶证核载1.5吨，实载10吨，严重超载引起后轮爆胎，车辆失控侧翻．假设该车以54 km/h的速率匀速行驶，发现障碍物时司机刹车，货车立即做匀减速直线运动，加速度的大小为2.5 m/s2(不超载时则为5 m/s2). 请探究： (1)汽车超载时刹车距离是多大？ (2)汽车不超载时刹车距离又是多大？ 提示：(1)超载时：s1＝ 解s1＝45 m. (2)不超载时： s2＝＝22.5 m． 考点1　汽车行驶安全问题 1．反应距离s1＝车速v0×反应时间t，其中反应时间是从发现情况到采取相应行动经过的时间．在车速一定的情况下，反应越快即反应时间越短越安全． 2．刹车距离：刹车过程做匀减速直线运动，其刹车距离s2＝，大小取决于初速度v0和刹车的加速度． 3．安全距离即停车距离，包含反应距离和刹车距离两部分． 4．影响安全距离的因素 (1)主观因素：司机必须反应敏捷，行动迅速，沉着冷静，具有良好的心理素质，不能酒后驾车，不能疲劳驾驶，精力高度集中等． (2)客观因素：汽车的状况、天气和路面是影响安全距离的重要因素，雨天路面湿滑，冬天路面结冰，轮胎磨损严重等都会造成刹车距离的增大． 【典例1】　为了安全，公路上行驶的汽车间应保持必要的距离，某市规定，车辆在市区内行驶的速度不得超过40 km/h.有一辆车发现前面24 m处发生交通事故紧急刹车，紧急刹车产生的最大加速度为5 m/s2，反应时间为t＝0.6 s.经测量，路面刹车痕迹为s＝14.4 m，该汽车是否违章驾驶？是否会有安全问题？ 思路点拨：反应时间内汽车做匀速直线运动，刹车为匀减速直线运动． [解析]　依据题意，可画出运动示意图． 刹车痕迹长度即为刹车距离，由v－v＝2as得汽车刹车前的速度 v0＝＝ m/s＝12 m/s ＝43.2 km/h>40 km/h. 所以该汽车违章驾驶 在反应时间内匀速行驶的位移s1＝v0t＝12×0.6 m＝7.2 m，停车距离Δs＝s1＋s＝7.2 m＋14.4 m＝21.6 m 由于Δs＜24 m，所以该车不存在安全问题，不会发生交通事故． [答案]　见解析 　解决行驶安全问题比较理想的方法 (1)画出刹车过程草图，找出每一段的位移关系． (2)刹车时借助a，用公式v－v＝2as而避开刹车时间的求解，比较方便，公式选取要灵活． (3)可采用逆向思维法，即把运动倒过来看成是初速度为零的匀加速直线运动． [一题多变] 若此司机是酒后驾驶，反应时间总长为1.0 s是否会发生交通事故？ [解析]　酒后反应时间t′＝1.0 s 反应距离s1′＝v1t′＝12 m 停车距离Δs′＝s1′＋s＝12 m＋14.4 m＝26.4 m＞24 m 会发生交通事故． [答案]　见解析 [跟进训练] 1．(2022·广东汕头高一检测)汽车给人们生活带来极大便利，但随着车辆的增多，交通事故也相应增加．为了安全，在行驶途中，车与车之间必须保持一定的距离，因为从驾驶员看见某一情况到采取制动动作的时间里，汽车仍然要通过一段距离(称为思考距离)，而从采取制动动作到车完全静止的时间里，汽车又要通过一段距离(称为制动距离).下表给出了驾驶员驾驶的汽车在不同速度下的思考距离和制动距离的部分数据．某同学分析这些数据，算出了表格中未给出的数据X、Y，该同学计算正确的是(　　) 速度/(m·s－1) 思考距离/m 制动距离/m 10 12 20 15 18 X 20