2019_2020学年高中物理第二章探究匀变速直线运动的规律第四节匀变速直线运动与汽车行驶安全学案粤教版

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1、第四节　匀变速直线运动与汽车行驶安全[学习目标]1.会分析汽车行驶的安全问题.2.会分析简单的追及和相遇问题．汽车行驶安全问题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

2、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．判断下列说法的正误．(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．(　×　)一、汽车行驶安全问题例1　汽车在平直的高速公路上行驶的速度为108km/h，若驾驶员发现前方80m处发生了交通事故，紧急刹车，汽车以恒定的加速度经过4s

3、才停下来，假设驾驶员看到交通事故时的反应时间是0.5s．则：(1)在反应时间内汽车的位移的大小；(2)紧急刹车后，汽车的位移的大小；(3)该汽车行驶是否会出现安全问题？答案　(1)15m　(2)60m　(3)不会解析　设汽车行驶的速度为v，且v＝108km/h＝30m/s(1)汽车在反应时间内的位移为：s1＝vt1＝30×0.5m＝15m(2)汽车在刹车过程中的位移为：s2＝t2＝×4m＝60m(3)汽车停下来的实际位移为：s＝s1＋s2＝(15＋60)m＝75m由于前方80m处发生了交通事故，所以不会出现安全问题．安全距离为汽车在反应时间内匀速运动的

4、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　一辆汽车以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶，司机发现前方有危险，0.7s后做出反应马上制动，刹车时的加速度大小为10m/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．答案　34m解析　反应时间内汽车的位移s1＝vt＝20×0.7m＝14m.刹车时间内汽车的位移s2＝＝m＝20m.故汽车行驶的距离为s＝s1＋s2＝34m.二、追及相遇问题1．对“相遇”与“追及”的认识(1)相遇问题相向运动的两物体，当各自发生的位移大小之和等于开始时两物体间

5、的距离时即相遇．(2)追及问题同向运动的两物体，若后者能追上前者，则追上时，两者处于同一位置，且后者速度一定不小于前者速度，即v后≥v前．例2　如图1所示，甲、乙两车沿着同一条平直公路同向行驶，甲车以20m/s的速度匀速运动，乙车原来速度为8m/s，从距甲车80m处以大小为4m/s2的加速度做匀加速运动，问：乙车经多长时间能追上甲车？图1答案　10s解析　设经时间t乙车追上甲车．在这段时间内甲、乙两车位移分别为s甲＝v甲t，s乙＝v乙t＋at2追上时的位移条件为s乙＝s甲＋s0，即20t＋80＝8t＋2t2整理得：t2－6t－40＝0解得：t1＝10s

6、，t2＝－4s(舍去)乙车经10s能追上甲车．2．追及问题的分析思路及临界条件(1)追及问题中的两个关系和一个条件①两个关系：即时间关系和位移关系，这两个关系可通过画草图得到．②一个条件：即两者速度相等，它往往是能否追上或(两者)距离最大、最小的临界条件，也是分析判断的切入点．(2)能否追上的判断方法物体B追赶物体A：开始时，两个物体相距s0.若vA＝vB时，sA＋s0≤sB，则能追上；若vA＝vB时，sA＋s0＞sB，则没有追上．(3)若被追赶的物体做匀减速直线运动，一定要注意判断追上前该物体是否已经停止运动．例3　(2019·汉阳一中月考)一辆值勤

7、的警车停在平直公路边，当警员发现在他前面s0＝13m远处以v0＝8m/s的速度匀速向前行驶的货车有违章行为时，决定前去追赶，经t0＝2.5s，警车发动起来，以加速度a＝2m/s2做匀加速运动，求：(1)警车发动后到追上违章的货车所用的时间t；(2)在警车追上货车之前，两车间的最大距离Δsm.答案　(1)11s　(2)49m解析　(1)警车开始运动时，货车在它前面Δs＝s0＋v0t0＝13m＋8×2.5m＝33m①警车运动位移：s1＝at2②货车运动位移：s2＝v0t③警车要追上货车满足：s1＝s2＋Δs④联立①②③④代入数据解得：t＝11s(t＝－3s

8、舍去)(2)警车与货车速度相同时，相距最远对警车有：v0＝at′s1′＝at′2，s2′＝v0