第2章 第五节 匀变速直线运动与汽车安全行驶(课件)-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高一物理必修第一册（粤教版2019）

第五节　匀变速直线运动与汽车安全行驶 汽车行驶安全问题 1.反应时间:从司机意识到应该停车至操作刹车的时间。汽车在反应时间里做匀 速直线运动,在反应时间里行驶的距离是反应距离。 2.刹车时间:从汽车开始刹车到汽车停止运动所用的时间。汽车在刹车过程中可 以看成是做匀减速直线运动,汽车在刹车时间里行驶的距离是刹车距离。 3.安全距离:为了保证行车安全,车与车之间的安全距离应不小于反应距离和刹车 距离两部分之和。 第1讲　描述运动的基本概念 第二章 匀变速直线运动 当两个物体在同一直线上运动时,由于两物体的运动情况不同,两物体之间的距 离会不断发生变化,这时就会涉及追及、相遇或避免相碰等问题。 追及、相遇问题 第1讲　描述运动的基本概念 第二章 匀变速直线运动 知识辨析 判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。 1.相比正常情况下,酒后驾驶会使司机的反应时间明显增加,反应距离变长。 (　    ) 2.相同速度下,在雨天潮湿路面的刹车距离与在干燥路面的刹车距离相同。 (        ) 3.车速越大,安全距离应越大。 (　    ) 4.同车道行驶的两辆机动车的速度不一样,两车之间的距离一定越来越大。 (        ) 湿滑路面使汽车刹车时的加速度减小,从而使刹车距离变长。 ✕ √ √ 同车道行驶的两辆机动车,当后车的速度较大时,两车之间的距离越来越小。 ✕ 第1讲　描述运动的基本概念 第二章 匀变速直线运动 汽车安全行驶问题 汽车是人们日常生活中主要的交通工具之一,为人们的出行带来了便利。同时道 路安全问题也受到了人们的重视,安全行驶也是人们应该具备的社会公德。高速 公路车速规定:最高车速不得超过120 km/h,最低车速不得低于60 km/h,同方向有 2条车道的,左侧车道的最低车速为100 km/h。   第1讲　描述运动的基本概念 第二章 匀变速直线运动 问题1 当汽车在左侧车道以规定最低速度行驶时,发现前方150 m处的汽车突然停下,在 不变道的情况下,如何求汽车刹车时的最小加速度? 提示    汽车刹车过程可看成做匀减速直线运动,当汽车恰好到达前车位置时速度 减为零,这时加速度是最小的。已知初、末速度和位移,利用匀变速直线运动的 速度-位移公式求出加速度。 问题2 同车道行驶过程中,前车司机发现后车快速靠近,在不变道的情况下,前车司机采 取何种措施才能避免发生危险? 提示    在前方无危险的情况下,前车应立即加速行车,在后车追上时前车的车速 至少达到与后车的车速相同。 第1讲　描述运动的基本概念 第二章 匀变速直线运动 1.汽车刹车问题   汽车行车的安全距离包括发现情况到采取措施的反应阶段的反应距离和减速阶 段的刹车距离。 (1)反应阶段,车向前匀速运动,行驶的位移为s1=v0t0。 (2)刹车过程中,车做匀减速直线运动,向前行驶的位移s2= 。 (3)两车之间的安全距离s=s1+s2。 第1讲　描述运动的基本概念 第二章 匀变速直线运动 2.追及、相遇问题 (1)追及、相遇问题中的一个条件和两个关系 ①一个条件:速度相等,这是两物体能否追上(或相撞)、距离最大、距离最小的临 界点,是解题的切入点。 ②两个关系:时间关系和位移关系。通过画运动示意图,找出两物体时间和位移 之间的关系是解题的突破口。 (2)能否追上的判断方法 物体A追物体B,开始二者相距s0,则 ①A追上B时,有sA-sB=s0,且vA≥vB。 ②要使两物体恰不相撞,有sA-sB=s0,且vA=vB。 第1讲　描述运动的基本概念 第二章 匀变速直线运动 (3)追及、相遇问题的两种典型情况 假设物体A追物体B,开始时,两个物体相距s,有两种典型情况: ①匀加速运动的物体追匀速运动的物体,一定能追上,追上前vA=vB时,两者相距最 远。 ②匀减速运动的物体追匀速运动的物体,vA=vB时: a.若已超越,则相遇两次。 b.若恰好追上,则相遇一次。 c.若没追上,则无法相遇。 (4)巧解追及、相遇问题的方法 第1讲　描述运动的基本概念 第二章 匀变速直线运动 方法 相关说明 临界法 寻找问题中隐含的临界条件,例如速度小者加速追赶速度大者,在两物体速度相等时有最大距离;速度大者减速追赶速度小者,若追不上则在两物体速度相等时有最小距离 函数法 思路一:先求出在任意时刻t两物体间的距离y=f(t),若对任何时刻t,均存在y=f(t)>0,则这两个物体永远不能相遇;若存在某个时刻t,使得y=f(t)≤0,则这两个物体能相遇思路二:设两物体在t时刻相遇,然后根据位移关 系列出关于t的方程f(t)=0,若方程f(t)=0无正实数解,则说明这两个物体不可能相遇;若方程f(t)=0存在正实数解,说明这两个物体能相遇 第1讲　描述运动的基本概念 第二章 匀变速直线运动 图像法 (1)若用位移图像求解,分别作出两个物体的位移图像,如果两个物体的位移图线相交,则说明两物体相遇 (2)若用速度图像求解,则注意比较速度图线与时间轴包围的面积 相对 运动法 用相对运动的知识求解追及问题时,要注意将两个物体对地的物理量 (速度、加速度和位移)转换为相对的物理量,在追及问题中,常把被追物体作为参考系,这样追赶物体相对被追物体的各物理量即可表示为: x相对=x后-x前,v相对=v后-v前,a相对=a后-a前,且式中各物理量(矢量)的符号都应以统一的正方向进行确定 第1讲　描述运动的基本概念 第二章 匀变速直线运动 典例    A、B两车在同一直线上向右匀速运动,B车在A车前面,A车的速度大小为v1 =8 m/s,B车的速度大小为v2=20 m/s,如图所示。当A、B两车相距x0=28 m时,B车因 前方突发情况紧急刹车【1】,加速度大小为a=2 m/s2。从此时开始计时,求:   (1)A车追上B车之前,两者相距的最大距离【2】; (2)A车追上B车【3】所用的时间; (3)在题设条件下,A车在B车刹车后0.5 s也开始刹车,为避免两车相撞【4】,则A车的 加速度大小应满足什么条件? 第1讲　描述运动的基本概念 第二章 匀变速直线运动 信息提取    【1】刹车过程中B车做匀减速直线运动。 【2】A、B两车速度相等时,距离最大。 【3】A车追上B车,意味着A车比B车多运动了x0=28 m,即xA-xB=x0。 【4】避免相撞的临界条件:当A车速度为零时恰好追上B车,此时A车的加速度最 小。 第1讲　描述运动的基本概念 第二章 匀变速直线运动 思路点拨    (1)先利用匀变速直线运动的速度-时间公式【5】求出B车速度和A车速 度相等所用的时间,再分别利用匀速直线运动的位移公式【6】和匀变速直线运动 的位移-时间公式【7】求出两车在此时间内行驶的位移。两车行驶的位移差加上 开始相距的距离即A、B两车的最大距离。 (2)由于B车紧急刹车,先利用匀变速直线运动的速度-时间公式【8】求出B车停止所 用的时间,再利用匀变速直线运动的速度-位移公式【9】求出B车刹车过程行驶的 位移,A车的总位移等于B车刹车位移加上两车开始相距的距离,利用匀速直线运 动的位移公式【10】即可求出追上时间。 (3)A车先做匀速直线运动后做匀减速直线运动,利用两车位移关系即B车位移加 上开始相距距离与A车匀速位移和减速位移相等求出最小加速度。 第1讲　描述运动的基本概念 第二章 匀变速直线运动 解析    (1)当A、B两车速度相等时,相距最远,根据速度-时间公式得v1=v2-at1(由 【2】【5】得到) 代入数据解得t1=6 s 此时间内,A车行驶的位移 xA=v1t1=48 m(由【6】得到) B车行驶的位移 xB=v2t1- a =84 m(由【7】得到) A车追上B车之前,两者相距的最大距离 Δxm=xB-xA+x0=64 m(由【3】得到) (2)B车从开始刹车到停止运动所用时间 t0= =  s=10 s(由【8】得到) 第1讲　描述运动的基本概念 第二章 匀变速直线运动 此时间内发生的位移 xB'= =100 m(由【9】得到) A车追上B车通过的位移 xA'=xB'+x0=128 m 故A车追上B车所用的时间 t= =16 s(由【10】得到) (3)A车刹车减速至0时刚好追上B车(此时B车的速度为0),此时A车的加速度最小, 则A、B两车的位移公式为  +x0= +v1t3 其中v1=8 m/s,a=2 m/s2,x0=28 m,v2=20 m/s,t3=0.5 s 第1讲　描述运动的基本概念 第二章 匀变速直线运动 解得aA=  m/s2 所以为避免两车相撞,A车的加速度 aA≥  m/s2 答案    (1)64 m    (2)16 s    (3)aA≥  m/s2 第1讲　描述运动的基本概念 第二章 匀变速直线运动 $$