第2章 第5节 匀变速直线运动与汽车安全行驶-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第一册同步课堂高效讲义教师用书Word（粤教版）

第五节　匀变速直线运动与汽车安全行驶

【素养目标】　1.了解反应时间、反应距离，掌握判断汽车安全与否的方法。2.会分析简单的追及相遇问题。

知识点一　汽车安全行驶问题

【情境导入】　“三秒间距”是判断安全车距的技巧，当车速为108 km/h时，即30 m/s时，车三秒钟驶过90 m，其实汽车紧急制动后滑行75 m即可停下，是不是意味着前后两车间距大于75 m即可？如果不是，其中蕴含着什么道理？

提示：不是。安全距离除了刹车距离，还应包括人反应时间内汽车前进的距离。

【教材梳理】 (阅读教材P52—P55完成下列填空)

1．反应时间和反应距离

(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：反应时间内汽车仍以原来的速度做匀速直线运动的位移大小。

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。

3．酒后驾驶

由于饮酒会引起反应时间延长，而在反应时间内，汽车仍以原来的速度做匀速直线运动，所以司机的反应迟缓，会导致汽车的滑行距离增长，增加了交通安全隐患。因此，《中华人民共和国道路交通安全法》明确规定：严禁酒后开车！

【师生互动】　有人认为刹车距离主要由汽车刹车性能决定，与人无关，故酒后驾车无伤大雅，无需处罚，这种说法对吗？

提示：不对。酒后驾驶，人会变迟钝，增加反应时间，增加反应距离，大幅增加安全隐患。

　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大小vm。

答案：(1)4 s　(2)60 m　(3)30 m/s

解析：(1)刹车后汽车减速运动的时间

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。

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共同决定，而刹车的最大加速度由路面和轮胎决定。

　酒后驾驶问题

汽车行驶的部分安全距离表格如下表，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？

答案：(1)20　(2)40　60　(3)不能

解析：(1)反应时间为t＝＝0.9 s

则A＝s3＝v3t＝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

则B＝x3＝＝40 m

则C＝L3＝s3＋x3＝60 m。

(3)驾驶员的反应距离为s′＝v′(t＋Δt)＝20 m

刹车距离为x′＝＝32.4 m

L′＝s′＋x′＝52.4 m>50 m

故不能在50 m内停下来。

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0.4～1.5 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。