2.4 匀变速直线运动与汽车行驶安全
《匀变速直线运动与汽车行驶安全》 讲义
《匀变速直线运动与汽车行驶安全》讲义在我们的日常生活中，汽车已经成为不可或缺的交通工具。
然而，汽车行驶中的安全问题至关重要，其中匀变速直线运动的相关知识在保障汽车行驶安全方面有着重要的应用。
一、匀变速直线运动的基本概念匀变速直线运动是指物体在直线上运动，且加速度保持不变的运动。
加速度是描述物体速度变化快慢的物理量。
在匀变速直线运动中，如果加速度为正，速度会逐渐增大；如果加速度为负，速度会逐渐减小。
其速度与时间的关系可以用公式 v ＝ v₀＋ at 表示，其中 v 是末速度，v₀是初速度，a 是加速度，t 是时间。
位移与时间的关系可以用公式 x ＝ v₀t ＋ 1/2at²表示。
二、汽车的加速与减速当汽车踩下油门加速时，就是在做匀加速直线运动。
此时加速度为正，速度不断增加。
而当踩下刹车减速时，就是在做匀减速直线运动，加速度为负，速度逐渐减小。
汽车的加速性能是衡量其动力性能的一个重要指标。
较好的加速性能可以让汽车在短时间内达到较高的速度，从而在超车等情况下更加安全和便捷。
然而，在实际行驶中，我们不能仅仅追求加速性能，更要关注减速性能，也就是刹车的效果。
因为在遇到突发情况时，能够迅速有效地减速停车，对于避免事故的发生至关重要。
三、刹车距离的计算刹车距离是衡量汽车行驶安全的一个关键因素。
刹车距离包括反应距离和制动距离两部分。
反应距离是指从司机发现情况到开始踩刹车的这段时间内，汽车所行驶的距离。
这段时间通常被称为反应时间，一般人的反应时间在 05 秒到 1 秒之间。
假设反应时间为 t₁，汽车行驶的速度为 v，则反应距离可以用公式 s₁＝ vt₁计算。
制动距离是指从踩下刹车到汽车完全停止所行驶的距离。
制动距离与汽车的刹车性能、路面状况、车速等因素有关。
根据匀变速直线运动的公式，可以推导出制动距离的公式 s₂＝ v²／（2a)，其中 a 是刹车时的加速度。
因此，总的刹车距离 s ＝ s₁＋ s₂＝ vt₁＋ v²／（2a) 。
2.5匀变速直线运动与汽车安全行驶+2024-2025学年高一上学期物理粤教版(2019)必修第一册
v
所以A、B之间的距离越来越大。
v1
（2）t0时刻两物体共速，此时AB两物体离
v2
得最远。最远的距离xmax=xB+s0-xA
A
B
Δs
0
t0
（3）t0时刻之后，B物体总比A物体速度小,所以A、B之间的距离开
始越来越小，A开始慢慢追上B,最后也一定可以追上。
(4)A能追上B,且只相遇一次
t
追及和相遇问题常见情况
A
0
t0
若两者速度相同时，A还未追上B，则A一定追不上B。之间距离先
变小后变大，当两者共速时，AB之间距离有最小值。
t
追及和相遇问题的几种情况
2.速度大者追速度小者
③匀减速追匀加速（V0减>V0加）
v
B
A、B两物体同时向右运动，
A以某速度做匀减速运动，B以某速度做匀加速直线运
动，
0
A
t0
若两者速度相同时，A还未追上B，则A一定追不上B。之间距离先
例题3：一般人的刹车反应时间为to=0.5s，但饮酒会引起反应时间延长，
在某次试验中，一名志愿者少量饮酒后驾车以v=72 km/h的速度在试验场
的水平路面上匀速行驶从发现紧急情况到汽车停下，行驶距离为L=39 m.
减速过程中汽车位移s=25m，此过程可以视为匀变速直线运动.求：
（1）减速过程中汽车加速度的大小和所用时间.
xm ax x前 - x后 x0 x0 x
∆x--共速前速度大的物体比速度小物体多运动的
距离；
x0--初始时刻两物体之间的距离；
总结归纳
2、快追慢(乙追甲)
在共速时（t0时刻），两物体有最近距离。
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粤教
例3 (2019·汉阳一中月考)一辆值勤的警车停在平直公路边，当警员发现在他前面s0 ＝13 m远处以v0＝8 m/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＝2.5 s，警车发动起来，以加速度a＝2 m/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)v1＝7 m/s. 答案 能 4 s
12/12/2021
总结 提升
若做匀速运动的速度大的后者追匀加速运动的速度小的前者，v后>v前两者距
离减小，v后<v前两者距离增大；若v后＝v前时s1≥s2＋s0(s0为两者初始距离)则
能追上.若追不上，v后＝v前时，两者有最小距离.
12/12/2021
答案 30 m
12/12/2021
1234
3.(追及相遇问题)(2019·宁夏育才中学高一上学期期末)汽车以速度20 m/s在平直公路 上行驶时，制动后40 s停下来.现该汽车在同一平直公路上以20 m/s的速度行驶时发现 前方200 m处有一货车以6 m/s的速度同向匀速行驶，司机立即制动，则： (1)汽车刹车时的加速度大小； 答案 见解析
12/12/2021
1234
12/12/2021
202 2×2 000
m/s2＝0.1 m/s2.
12/12/2021
1234
(2)通过计算分析两车是否会相撞.
答案 见解析
解析 假设不相撞，设两车达到共同速度用时为t，则 v2－at＝v1，t＝120 s 货车在该时间内的位移s1＝v1t＝8×120 m＝960 m 客车在该时间内的位移 s2＝v1＋2 v2t＝1 680 m 位移大小关系：s2＝1 680 m>600 m＋s1＝1 560 m，故会相撞.
2.4 匀变速直线运动规律的应用
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二、求解匀变速直线运动需注意的问题
求解匀变速直线运动的问题时,一定要认真分析运动过程,明确 哪些是已知量,哪些是待求量,并养成画示意图的习惯。由于匀变 速直线运动的两个基本公式(速度公式和位移公式)中包括五个物 理量(v0、vt、a、s、t),因此,只要知道其中的三个量,就一定可以求 出另外两个量。
知识点一 知识点二
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追及相遇问题 问题导引
怎样处理追及和相遇问题可以使抽象问题变得直观、形象? 要点提示:画出物体运动的示意图。
知识点一 知识点二
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知识归纳 1.追及问题 (1)追及的特点:两个物体在同一时刻到达同一位置。 (2)追及问题满足的两个关系: ①时间关系:从后面的物体追赶开始,到追上前面的物体时,两物 体经历的时间相等。 ②位移关系:s2=s0+s1,其中s0为开始追赶时两物体之间的距离,s1 表示前面被追赶物体的位移,s2表示后面追赶物体的位移。 (3)临界条件:当两个物体的速度相等时,可能出现恰好追上、恰 好避免相撞、相距最远、相距最近等情况,即出现上述四种情况的 临界条件为v1=v2。
知识点一 知识点二
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汽车的制动与安全距离 问题导引
处理行车安全问题时,刹车时间内车辆做什么运动?制动距离与 安全距离存在什么关系?
要点提示:刹车时间内通常认为车辆做匀减速运动,安全距离应 大于制动距离。
知识点一 知识点二
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知识归纳 1.反应时间、反应距离和制动距离的决定因素 (1)在通常情况下,驾驶员的反应时间与其注意力集中程度、驾驶 经验和体力状态有关,为0.5~1.5 s,而驾驶员酒后的反应时间至少会 延长2~3倍。 (2)反应距离的长短取决于反应时间的长短和汽车运动速度的大 小。 (3)制动距离的长短取决于路面情况和汽车的运动速度。
2022高一物理 2.4 匀变速直线运动与汽车行驶安全 学案（粤教版必修1）
Evaluation Only. Created with Aspose.Words. Copyright 2003-2016 Aspose Pty Ltd.2.4 匀变速直线运动与汽车行驶安全学案（粤教版必修1）1．安全距离包含________和________两个部分．2．刹车距离是指驾驶员采取制动措施到车停下来所行驶的距离，在制定交通安全距离中的刹车距离时，是按照刹车后车做匀减速行驶计算的．由v2t＝2as得s ＝v2t2a，可知刹车距离由______和 ____决定，而刹车的最大加速度由______和______决定．3．匀变速直线运动的速度与位移的关系由速度公式v t＝________和位移公式s＝________________联立消去时间t，可得速度与位移的关系式：v2t－v20＝2as 当v0＝0时v2t＝______.4．运用运动学公式解决实际问题方法有图象法、______法等，注意分析物理过程要先画草图，选择恰当的公式解题.一、汽车行驶安全问题[问题情境]驾驶手册规定具有良好刹车性能的汽车以80 km/h的速率行驶时，可以在56 m的距离内被刹住，在以48 km/h的速度行驶时，可以在24 m的距离内被刹住．假设对这两种速率，驾驶员的反应时间相同(在反应时间内驾驶员来不及使用刹车，车速不变)，刹车产生的加速度也相同，则驾驶员的反应时间约为多少？[要点提炼]1．反应距离在汽车行驶安全知识中，反应时间是指信息传达至驾驶员后到驾驶员根据信息作出有效反应动作的时间间隔，反应距离决定于反应时间和车的行驶速度．反应距离＝车速×反应时间．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运动，其刹车距离的大小取决于车的初速度和路面的粗糙程度．3．安全距离安全距离即停车距离，包含反应距离和刹车距离两部分．二、追及和相遇问题的处理两物体在同一直线上运动，往往涉及追及、相遇或避免碰撞等问题．解答此类题的关键条件是：两物体能否同时到达空间某位置．1．解追及、相遇问题的思路(1)根据对两物体运动过程的分析，画出两物体运动的示意图．(2)根据两物体的运动性质，分别列出两个物体的位移方程，注意要将两物体运动时间的关系反映在方程中．(3)由运动示意图找出两物体位移间的关联方程，这是关键．2．解决追及、相遇问题的方法大致分为两种方法：一是物理分析法，即通过对物理情景和物理过程的分析，找到临界状态和临界条件，然后结合运动学方程求解．二是数学方法，因为在匀变速运动的位移表达式中有时间的二次方，我们可以列出位移方程．利用二次函数求极值的方法求解，有时也可借助v－t图象进行分析.例1 在高速公路上，有时会发生“追尾”事故——后面的汽车撞上前面的汽车．请分析一下，造成“追尾”事故的原因有哪些？我国高速公路的最高车速限制为120 km/h.设某人驾车正以最高时速沿平直高速公路行驶，该车刹车时产生的加速度大小为5 m/s2，司机的反应时间(从意识到应该停车到操作刹车的时间)为0.6～0.7 s．请分析一下，应该如何计算行驶时的安全车距？例2 一辆汽车以3 m/s2的加速度开始启动的瞬间，一辆以6m/s的速度做匀速直线运动的自行车恰好从汽车的旁边通过．(1)汽车在追上自行车前多长时间与自行车相距最远？此时的距离是多少？汽车的瞬时速度是多大？(2)汽车经多长时间追上自行车？追上自行车时汽车的瞬时速度是多大？(3)作出此过程汽车和自行车的速度—时间图象．变式训练在平直公路上，一辆自行车与同方向行驶的汽车同时经过某点，它们的位移随时间的变化关系是自行车：s1＝6t，汽车：s2＝10t－14t2，由此可知：(1)经过______时间，自行车追上汽车．(2)自行车追上汽车时，汽车的速度为______．(3)自行车追上汽车的过程中，两者间的最大距离为______．【即学即练】1．一辆汽车在某路面紧急刹车时，加速度的大小是6 m/s2，如果必须在2 s内停下来，汽车的行驶速度不能超过多少？如果汽车以该速度行驶，必须在1.5 s内停下来，汽车刹车匀减速运动加速度至少多大？2．若汽车以12 m/s的速度在平直公路上匀速行驶，由于前方出现意外情况，驾驶员紧急刹车，刹车的加速度大小是4 m/s2，求刹车后2 s时的速度大小．3．以10 m/s的速度匀速行驶的汽车，刹车后做匀减速直线运动，若汽车刹车后第2 s内的位移为6.25 m(刹车时间超过2 s)，则刹车后6 s内汽车的位移是多大？参考答案课前自主学习 1．反应距离 刹车距离 2．v t a 地面 轮胎3．v 0＋at v 0t ＋12at 2 2as4．公式核心知识探究 一、[问题情境]设驾驶员反应时间为t ，刹车距离为s ，刹车后加速度大小为a ，则由题意可得s ＝vt ＋v22a，将两种情况下的速度和刹车距离代入上式得：56＝803.6×t ＋(803.6)22a ①24＝483.6×t ＋(483.6)22a ②由①②两式解得t ＝0.72 s故驾驶员的反应时间约为0.72 s 解题方法探究 例1 见解析解析 从后车的运动考虑，造成“追尾”的原因主要有以下几个方面：(1)车速过快；(2)跟前车的车距过小；(3)司机的反应较迟缓；(4)车的制动性能较差．当司机发现紧急情况(如前方车辆突然停下)后，在反应时间内，汽车仍以原来的速度做匀速直线运动；刹车后，汽车匀减速滑行．所以，刹车过程中汽车先后做着两种不同的运动，行驶中的安全车距应等于两部分位移之和．其运动情况如图所示．为确保行车安全，反应时间应取0.7 s 计算．汽车原来的速度v 0＝120 km /h ＝33.3 m /s .在反应时间t 1＝0.7 s 内，汽车做匀速直线运动的位移为s 1＝v 0t 1＝33.3×0.7 m ＝23.3 m刹车后，汽车做匀减速直线运动，滑行时间为t 2＝vt －v0a ＝0－33.3－5s ＝6.7 s汽车刹车后滑行的位移为s 2＝v 0t 2＋12at 2＝33.3×6.7 m ＋12×(－5)×(6.7)2 m ＝110.9 m所以行驶时的安全车距应为s ＝s 1＋s 2＝23.3 m ＋110.9 m ＝134.2 m例2 见解析解析 解法一：(物理分析法)分析：解决追及问题的关键是找出两物体运动中物理量之间的关系．当汽车速度与自行车速度相等时，两者之间的距离最大；当汽车追上自行车时，两者的位移相等． (1)令v 汽＝v 自，即at ＝v 自，代入数值3t ＝6得t ＝2 sΔs ＝s 自－s 汽＝v 自t －12at 2＝(6×2－12×3×4) m ＝6 m .(2)s 汽＝s 自，即12at 2＝v 自t ，得t ＝2v 自a ＝2×63s ＝4 sv 汽＝at ＝3×4 m /s ＝12 m /s .(3)见解法二．解法二：(1)如图所示，设汽车在追赶自行车的过程中与自行车的距离为Δs ，根据题意：Δs ＝s2－s1＝vt －12at2＝6t －12×3t2＝－32(t －2)2＋6可见Δs 是时间的一元二次函数，根据相关的数学知识作出的函数图象如图所示．显然当t ＝2 s 时汽车与自行车相距最远，最大距离Δs m ＝6 m ．此时汽车的速度为：v 2＝at ＝3×2 m /s ＝6 m /s . (2)汽车追上自行车，即Δs ＝0所以－32(t －2)2＋6＝0解得：t ＝4 s此时汽车的速度为v 4＝at ＝3×4 m /s ＝12 m /s . (3)图象如图所示．变式训练 (1)16 s (2)2 m /s (3)16 m 即学即练1．43.2 km /h 8 m /s 2 2.4 m /s 3.20 m。
2012高一物理配套课件：2.4匀变速直线运动与汽车行驶安全(粤教版必修1)
（1）反应距离：在反应时间内汽车行驶的距离，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：从制动刹车开始汽车减速行驶到停止所走
过的距离，刹车距离取决于路面情况和汽车的速度. （3）停车距离：反应距离与刹车距离二者之和，安全距 离应大于停车距离.
2 2
5.（2011·湛江高一检测）汽车正在以10 m/s的速度匀速 行驶，突然紧急刹车，若刹车过程汽车做匀减速直线运动， 加速度大小为5 m/s2,则刹车后3 s内汽车前进的距离是多 少？ 【解析】汽车从刹车到静止用时
t= v0 10 m/s = =2 s 2 a 5 m/s
故刹车后3 s内汽车前进的距离
1 2
1 2
未相遇，D错.
正确答案：B、C
【易错分析】
1.如图所示，一辆正以8 m/s速度沿直线行驶的汽车，突然 以1 m/s2的加速度加速行驶，则汽车行驶了18 m 时的速度 为（ ）
A.8 m/s
B.12 m/s
C.10 m/s
D.14 m/s
【解析】选C.由vt2-v02=2as得 vt = v0 2 +2as= 82 +2 118 m/s =10 m/s.故C正确.
2.甲、乙两车在公路上沿同一方向做直线运动，它们的v-t 图象如图所示.两图象在t=t1时相交于P点,P点在横轴上的 投影为Q,△OPQ的面积为S.在t=0时刻,乙车在甲车前面,相 距为d.已知此后两车相遇了两次,且第一次相遇的时刻为
t′,则下面四组t′和d的组合可能的是（
）
A.t′=t1,d=s C.t′= 1 t1,d= 1 s
1 两者第一次相遇在t′= 1 t1时,则乙的位移为 s,甲的位移 2 4
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③匀速直线运动物体追及匀加速直线运动物体.当两者到达同一 位置前，就有 v 加＝v 匀，则不能追上；当两者到达同一位置时 v 加＝v 匀，则只能一次相遇；当两者到达同一位置时 v 加<v 匀，则有两次相遇 机会.
►变式训练 3.A、B 两车从同一地点出发朝同一方向行驶，其中 A 以 10 m/s 的速度匀速直线运动，且先出发 2 s，B 车由静止开始以 a＝2 m/s2 的 加速度运动，求： （1）B 车追上 A 车以前，A、B 两车间的最大距离. （2）经过多长时间 B 车追上 A 车？
题型一 汽车刹车类的安全距离的计算
例 1 高速公路给人们出行带来了方便，但是因为在高速公路上
行驶的汽车速度快，雾天往往出现十几辆车连续追尾相撞的事故，为 栏
了行车安全，交通法明确规定，高速公路能见度小于 200 m 时，汽车
目 链
的速度要限制在 60 km/h 以下.设汽车紧急刹车时产生的最大加速度
答案：会撞到障碍物
题型二 汽车刹车类时间问题的计算
例 2 汽车在平直公路上以 20 m/s 的速度匀速行驶，刹车后做匀
栏
减速运动，经 2 s 速度变为 12 m/s，求：
目
链
（1）刹车后 2 s 内前进的距离及刹车过程中的加速度；
接
（2）刹车后前进 18 m 所用的时间；
（3）刹车后 8 s 内前进的距离.
解法二 数学分析法 （1）设汽车追上自行车之前经 t 时间两车相距最远：s 自＝v 自 t ＝6t；s 汽＝12at2； Δs＝s 自－s 汽＝6t－12at2＝－32（t－2）2＋6； 故当 t＝2 s 时，Δs 最大，Δs＝6 m. （2）汽车追上自行车时，两车位移相等，则 v 自 t′＝21at′2，t′＝4 s，v 汽＝at′＝12 m/s.
高中物理必修一 第五节 匀变速直线运动与汽车安全行驶
答案：会撞到障碍物
探究二 刹车类问题
1.通过实验，可认为交通工具刹车后是做匀减速直
线运动，当速度减小到零时，车辆就会停止.
2.解答此类问题的思路是：先求出它们从开始刹车
（1）汽车刹车开始后5 s内滑行的距离； （2）从开始刹车到汽车运动41.25 m所经历的时间. 核心点拨：汽车刹车滑行的时间是多少→已知v0、 a、s，如何求t. 解析：（1）v0＝126 km/h＝35 m/s， 从开始刹车到停止的时间 t＝v－av0＝0－－1305 s＝3.5 s，
由于t1＝5 s＞3.5 s，所以此时汽车已经停止，5 s内 的位移为3.5 s内的位移，即
体在相同时间内能否到达相同的空间位置的问题.要注意 两物体的时间、位移和速度关系，速度相等往往是分析
判断的切入点.
解析：（1）法1：基本规律法. 汽车与自行车的速度相等时两车相距最远，设此时 经过的时间为t1，汽车的速度为v1，两车间的距离为Δ s，则有 v1＝at1＝v自， 所以t1＝va自＝2 s， Δs＝v自t1－12at21＝6 m.
（1）刹车后2 s内前进的距离及刹车过程中的加速度；
（2）刹车后前进18 m所用的时间；
（3）刹车后8 s内前进的距离.
解析：已知v0＝20 m/s，v1＝12 m/s，t1＝2 s.
（1）刹车后2 s前进的距离
s1＝v1＋2 v0t1＝20
m/s＋12 2
m/s×2
s＝32
m，
刹车过程中的加速度
a＝vt－t1 v0＝12
法2：相对运动法. 以自行车为参考系，则从开始到相距最远的这段时 间内，汽车相对这个参考系的各个物理量为 初速度v0＝v汽初－v自＝0－6 m/s＝－6 m/s， 末速度vt＝v汽车－v自＝0， 加速度a′＝a－a自＝3 m/s2， 所以最大距离s＝v2t2－a′v20＝－6 m， 负号表示汽车在后. 经历的时间t＝vt－a′v0＝2 s.
高一物理必修一 第二章匀变速直线运动与汽车行驶安全
匀变速直线运动与汽车行驶安全【例1】一列火车进站前先关闭气阀，让车减速滑行．滑行了300m时速度减为关闭气阀时的一半，此后又继续滑行了20s停在车站．设火车在滑行过程中加速度始终维持不变，试求：（1）从火车关闭气阀到停止滑行时，滑行的总位移；（2）火车滑行的加速度；（3）火车关闭气阀时的速度．【例2】一小汽车从静止开始以3m/s2的加速度行驶，恰有一自行车以6m/s的速度从车边匀速驶过，求：（1）汽车从开始启动后在追上自行车之前经多少时间后两者相距最远？此时距离是多少？（2）什么时候追上自行车，此时汽车的速度是多少？【例3】甲汽车以72 km/h的速度在平直公路上运动，因前方有乙车在同车道同方向匀速行驶，立即刹车，作匀减速运动，加速度大小为2 m/s2，求：⑴甲车刹车后通过64 m位移需多长的时间？⑵甲车刹车后经20 s的位移多大？⑶若前方乙车的速度为10 m/s，甲驾驶员刹车时，二车的距离为40 m，问两车是否会相撞？⑷若甲车驾驶员的反应时间为0.5 s，则两车是否会相撞？【课堂训练】1、飞机起飞时相对静止空气的速度为60m/s，航空母舰以20m/s的速度向东航行，停在航空母舰上的飞机也向东起飞，飞机的加速度为4m/s2．则飞机起飞时间为多少？跑道至少要多长？2、汽车以10 m/s的速度在平直公路上匀速行驶，刹车后经2 s速度变为6 m/s，求：(1)刹车后2 s内前进的距离及刹车过程中的加速度大小；(2)刹车后前进9 m所用的时间；(3)刹车后8 s内前进的距离．3、汽车以10m/s的速度前进时，突然发现前方30m远处一辆自行车正以4m/s的速度同向匀速前进，汽车随即刹车，为保证汽车不碰到自行车，试求汽车刹车的最小加速度．4、一辆汽车由静止出发，要在200 s时间内追上前面1500m处正在以10m/s的速度同向匀速行驶的自行车，已知这辆车的最大速度为20m/s，那么汽车匀加速行驶的加速度至少应是多少?5、当交叉路口的绿灯亮时，一辆客车以a＝2 m/s2的加速度由静止启动，在同一时刻，一辆货车以10 m/s的恒定速度从客车旁边同向驶过(不计车长)，则：(1)客车追上货车时离路口多远？(2)在客车追上货车前，两车的最大距离是多少？6、一辆机动三轮车肇事后，以6m/s的速度沿笔直的公路逃逸，交通警察接到指令时，该三轮车恰好从他身边驶过，交警立即驾驶摩托车以3m/s2的加速度开始追赶，问：警察多久才能追上三轮车？追上时摩托车的位移？什么时候两者的距离最远？(4s;24m;6m)7、汽车正以10m/s的速度在平直公路上前进，突然发现正前方有一辆自行车以4m/s的速度做同方向的匀速直线运动，汽车立即关闭油门做加速度大小为6m/s2的匀减速运动，汽车恰好不碰上自行车、求关闭油门时汽车离自行车多远？(7m)8、为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离，已知某高速公路的最高限速v=l20 km/h．假设前方车辆突然停止，后车司机从发现这一情况，经操纵刹车到汽车开始减速所经历的时间(即反应时间)t=0.50s，刹车时产生的加速度为4 m/s2，求高速公路上汽车间的距离s至少应为多少?9、甲乙两辆汽车相距95m，乙车在前，甲车在后，甲乙两车同向运动。
第2章 第5节 匀变速直线运动与汽车安全行驶
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．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/s 2(不超载时则为5 m/s 2)．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：s 1＝0－v 202a 1解s 1＝45 m ． (2)不超载时：s 2＝0－v 202a 2＝22.5 m ． 考点1 汽车行驶安全问题1．反应距离s 1＝车速v 0×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s 2＝v 202a，大小取决于初速度v 0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/s 2，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 2t－v 20＝2as得汽车刹车前的速度v0＝v 2t－2as＝0－2×(－5)×14.4 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 2t－v 20＝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．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/m1012201518X20Y 802530125A．X＝40，Y＝24B．X＝45，Y＝24C．X＝60，Y＝22 D．X＝40，Y＝21B[思考距离，汽车做匀速运动，由x＝v t知思考时间t＝xv＝1.2 s，所以Y＝v3t＝20×1.2 m＝24 m．制动距离是汽车做匀减速运动的位移，由v2＝2ax知a＝v22x ＝10040m/s2＝2.5m/s2，由v 22＝2aX，得X＝v 222a＝1522×2.5m＝45 m．]考点2追及、相遇问题1．追及问题(1)追及的特点：两个物体在同一时刻到达同一位置．(2)追及问题满足的两个关系①时间关系：从后面的物体追赶开始，到追上前面的物体时，两物体经历的时间相等．②位移关系：s 2＝s 0＋s 1，其中s 0为开始追赶时两物体之间的距离，s 1表示前面被追赶物体的位移，s 2表示后面追赶物体的位移．(3)临界条件：当两个物体的速度相等时，可能出现恰好追上、恰好避免相撞、相距最远、相距最近等情况，即出现上述四种情况的临界条件为v 1＝v 2．2．相遇问题(1)特点：在同一时刻两物体处于同一位置．(2)条件：同向运动的物体追上即相遇；相向运动的物体，各自发生的位移的绝对值之和等于开始时两物体之间的距离时即相遇．(3)临界状态：避免相碰撞的临界状态是两个物体处于相同的位置时，两者的相对速度为零．【典例2】 A 、B 两列火车在同一轨道上同向行驶，A 车在前，其速度v A ＝10 m/s ，B 车在后，其速度为v B ＝30 m/s ．因大雾能见度低，B 车在距A 车700 m 时才发现前方有A 车，这时B 车立即刹车，但要经过1 800 m B 车才能停止．问A 车若按原速度前进，两车是否会相撞？说明理由．思路点拨：当两列火车速度相同时，是一个临界点，看这时能不能相撞．[解析] 由题意可知，两车不相撞的速度临界条件是B 车减速到与A 车的速度相等时未相撞．a B ＝v 2B 2s＝0.25 m/s 2 B 车减速至v A ＝10 m/s 的时间t ＝80 s在这段时间内A 车的位移为s A ＝v A t ＝800 m这段时间内B 车的位移为s B ＝v B t －a B t 22＝1 600 m 两车的位移关系s B＝1 600 m>s A＋s0＝1 500 m所以A、B两车在速度相同之前已经相撞．[答案]见解析解决追及与相遇问题的常用方法(1)物理分析法：抓住“两物体能否同时到达空间某位置”这一关键，认真审题，挖掘题中的隐含条件，在头脑中建立起一幅物体运动关系的图景，并画出运动情况示意图，找出位移关系．(2)图像法：将两者的速度—时间图像在同一坐标系中画出，然后利用图像求解．(3)数学分析法：设从开始至相遇时间为t，根据条件列方程，得到关于t的一元二次方程，用判别式进行讨论，若Δ>0，即有两个解，说明可以相遇两次；若Δ＝0，说明刚好追上或相遇；若Δ<0，说明追不上或不能相碰．[跟进训练]2．火车以速率v1向前行驶，司机突然发现在前方同一轨道上距车s处有另一辆火车，它正沿相同的方向以较小的速率v2做匀速运动，于是司机立即使火车做匀减速运动，该火车的加速度大小为a，则要使两火车不相撞，加速度a应满足的关系为()A．a≥v 21－v 222s B．a≥v 212sC．a≥v 222s D．a≥(v1－v2)22s[答案] D3．摩托车先由静止开始以2516m/s2的加速度做匀加速直线运动，之后以最大行驶速度25 m/s 做匀速直线运动，追赶前方以15 m/s的速度同向匀速行驶的卡车．已知摩托车开始运动时与卡车的距离为1 000 m，则：(1)追上卡车前两车相隔的最大距离是多少？(2)摩托车经过多少时间才能追上卡车？[解析](1)由题意作出两车的v-t图像如图所示，摩托车做匀加速运动的最长时间t1＝v ma＝16 s．位移s1＝v 2m2a＝200 m<s0＝1 000 m所以摩托车在达到最大速度之前没有追上卡车，则追上卡车前两车速度相等时，间距最大．设从开始经过t2时间速度相等，最大间距为s m，于是有at2＝v所以t2＝va＝9.6 s最大间距s m＝s0＋v·t2－12at 22＝1 000 m＋15×9.6 m－12×2516×9.62 m＝1 072m．(2)设从开始经过t时间摩托车追上卡车，则有s1＋v m(t－t1)＝s0＋v·t解得t＝120 s．[答案](1)1 072 m(2)120 s1．在一次交通事故中，交通警察测量出肇事车辆的刹车痕迹是30 m，该车辆的刹车加速度大小是15 m/s2，该路段限速为60 km/h，则该车() A．超速B．不超速C．是否超速无法判断D．行驶速度刚好是60 km/hA[该车辆的末速度为零，由v2－v 20＝－2ax，可计算出初速度v0＝2ax＝2×15×30 m/s＝30 m/s＝108 km/h，该车超速，选项A正确．] 2．甲、乙两质点在一直线上做匀加速直线运动的v-t图像如图所示，在3 s 末两质点在途中相遇，两质点出发点间的距离是()A．甲在乙之前2 m B．乙在甲之前2 mC．乙在甲之前4 m D．甲在乙之前4 mD[在v-t图像中图线与时间轴所围面积即为该段时间内的位移．由图像知s甲＝2 m，s乙＝6 m，而3 s末两质点相遇，故甲出发前应在乙前方4 m，故D 正确．]3．(新情境题：以“礼让行人”为背景考查刹车问题)(多选)对于如图所示的情境，交通法规定“车让人”，否则驾驶员将受到处罚．若以8 m/s的速度匀速行驶的汽车即将通过路口，此时有行人正在过人行横道，汽车的前端与停车线的距离为8 m，该车刹车制动时的加速度大小为5 m/s2．下列说法正确的是()A．若此时立即刹车制动，则至少需1.6 s汽车才能停止B．若在距停车线6 m处才开始刹车制动，则汽车前端恰能止于停车线处C．若经0.2 s后才开始刹车制动，则汽车前端恰能止于停车线处D．若经0.4 s后才开始刹车制动，则汽车前端恰能止于停车线处[答案]AC4．(2022·山东潍坊高一期中)当交叉路口的绿灯亮时，一辆客车以a＝2 m/s2的加速度由静止启动，在同一时刻，一辆货车以10 m/s的恒定速度从客车旁边同向驶过(不计车长)，则：(1)客车什么时候追上货车？客车追上货车时离路口多远？(2)在客车追上货车前，两车的最大距离是多少？[解析] (1)客车追上货车的过程中，两车所用时间相等，位移也相等，即v 2t 1＝12at 21，代入数据解得t 1＝10 s ，x ＝12at 21＝12×2×102 m ＝100 m ． (2)两车距离最远时，两车应具有相等的速度，即v 2＝at 2，代入数据解得t 2＝5 s ．Δx ＝v 2t 2－12at 22＝10×5 m －12×2×52 m ＝25 m ． [答案] (1)10 s 100 m (2)25 m回归本节知识，自我完成以下问题：1．刹车时，汽车司机在反应时间内做什么运动？提示：匀速直线运动．2．刹车距离和停车距离有什么不同？提示：停车距离＝刹车距离＋反应距离．3．分析追及相遇类问题时，主要哪三个问题？提示：时间关系，位移关系和速度关系．。
高中物理-匀变速直线运动与汽车行驶安全
m-v 乙 t1=48 m.
(2)设甲车到停止所用时间为 t0,由 vt=v0+at,解得 t0=8 s.
在 t0=8 s 时间内,甲车的位移
甲
16
s 甲= 2 t0= 2 ×8 m=64 m
乙车的位移 s 乙=v 乙 t0=8×8 m=64 m
因为 s 甲+32 m>s 乙,所以甲车停止时,乙车未追上甲车,此时两车
车后滑行的位移为 s2=v0t2+2 2 2 =(33.3×6.7-2×5×6.72) m≈110.9 m,
故汽车行驶时的安全车距 s=s1+s2=(23.3+110.9) m=134.2 m.
(2)汽车刹车若看成匀减速直线运动,刹车时间设为 t,由 vt=v0+at
0
可知 t=- ≈6.7 s<10 s,由 2 − 0 2 =2as 可知,10 s 内通过的位移
2.常见的情况
(1)物体A追上物体B:开始时,两个物体相距s0,则A追上B时,必有
sA-sB=s0,且vA≥vB.
(2)物体A追赶物体B:开始时,两个物体相距s0,要使两物体恰好不
相撞,必有sA-sB=s0,且vA≤vB.
3.解题思路和方法
分析两物体运动过程,画运动示意图→由示意图找两物体位移关
系→根据物体运动性质列(含有时间的)位移方程
是否会有安全问题?已知该汽车刹车的最大加速度大小为7.5 m/s2.
答案:会有安全问题.
解析:汽车做匀速直线运动的位移为s1=vt=30
×0.5 m=15 m.汽车
2
2
0-
-30
做匀减速直线运动的位移 s2= m=60
= m.汽车停下来的实际位移
高一物理 匀变速直线运动与汽车行驶安全
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【经典练习】
1． 一辆轿车违章超车， 以 108km/h 的速度驶入左侧逆行道时， 猛然发现正前方 80m 处一辆卡车正以 72km/h 的速度迎面驶来，两车司机同时刹车，刹车加速度大小都是 10m/s2，两司机的反应时间都是△t．试求△t 是何数值，才能保证两车不相撞．
例 2 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（称为反应 距离 ） ；而从采取制动动作到车完全停止的时间 ．． ．． 里，汽车又要通过一段距离（称为制动距离 ） ．下表给出了汽车在不同速度下的思考距离和制动距离等部 ．．．． 分数据．请分析这些数据，完成表格． 速度（km/h） 45 75 90 105 21 75 96 反应距离（m） 9 15 制动距离(m) 14 38 停车距离（m） 23
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例 3 在一个大雾弥漫的早上，一辆汽车在平直的单行道上以 v1=108km/h 的速度行驶，突然驾驶员发 现在前方 s0=20m 处有一辆货车正以 v2=72km/h 的速度沿相同的方向行驶．于是驾驶员马上采取刹车，已 知驾驶员的反应时间为 1S，汽车刹车时的加速度恒为 5m/s2．请分析一下这会发生撞车事故吗？
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第十三讲
【知识要点】
匀变速直线运动与汽车行驶安全
姓名 班号
每年汽车非安全驾驶引发的事故呈上升趋势，死亡人数也在不断增加，成为威胁生命的一大杀手．
我们现在的任务---明确和汽车安全行驶相关的因素，主动采取措施，避免交通事故． 【案例】综艺大王吴宗宪驾车行驶在高速公路上，其速度为 108km/h，发现前方 80m 处发生了交通事故， 马上紧急刹车，汽车以恒定的加速度经过 4s 才停下来，问汽车是否会有安全问题？
在物理教学中渗透核心素养------以匀变速直线运动与汽车行驶安全教学为例
在物理教学中渗透核心素养------以匀变速直线运动与汽车行驶安全教学为例摘要：尝试创新教学方法：通过汽车行驶安全与物理学规律关系的探讨，理解物理与社会的关系，使得学生认识到物理源于生活，同时也服务于生活，培养学生注重安全驾驶的的科学态度与责任。
在教学过程中，以学代讲，让学生在自主学习过程中，通过小组讨论，自主得出汽车行驶安全距离示意图，建立物理模型，逐步发现影响行车过程中安全问题的因素。
课堂学习氛围浓厚，教学效果良好。
关键词：核心素养以学代讲匀变速直线运动汽车行驶安全一．问题的提出用理论知识解决实际问题和构建物理模型一直是学生的认知难点，在物理教学中渗透核心素养也是新课改的重要体现，本文选择粤教版普通高中物理教科书必修一第二章《匀变速直线运动》最后一节“匀变速直线运动与汽车行驶安全”为教研对象，探讨如何用解决这几个教学难题。
二．教学理念与设计（一）教学背景本节课是学生系统的学习匀变速直线运动规律后，利用物理学知识解决日常生活中的实际问题的一节课，通过课本上由浅入深的三道例题，让学生体会分析汽车行驶过程中的安全问题，让学生将汽车的安全行驶问题牢记心间，在今后的生活中，遵守交通规则，保障自己和他人的生命安全，贯彻落实核心素养。
（二）预设思路：本节课采纳问答法，启发法，课堂讨论法等教学方法，教师创设情境——汽车行驶过程中的交通事故，设置疑问——影响汽车安全行驶的因素有哪些?在教学过程中，以学代讲，让学生在自主学习过程中，通过小组讨论，自主得出汽车行驶安全距离示意图，逐步发现影响行车过程中安全问题的因素。
教学手段遵循现代化多媒体技术为主，传统黑板式教学为辅助的原则。
（三）教学目标与核心素养物理观念：理解行车的安全距离包括反应距离和刹车距离。
科学思维：通过生活实例的分析与讨论，理解反应距离与刹车距离的计算方法。
科学探究：结合例题，由浅入深探究匀变速直线运动与汽车行驶安全问题。
科学态度与责任：通过汽车行驶安全与物理学规律关系的探讨，理解物理与社会的关系，使得学生认识到物理源于生活，同时也服务于生活。
2022高一物理学案 2.4 匀变速直线运动与汽车行驶安全 4（粤教版必修1）
Evaluation Only. Created with Aspose.Words. Copyright 2003-2016 Aspose Pty Ltd.§2.4 匀变速直线运动与汽车行驶安全【学习目标】1、知识与技能掌握匀变速直线运动的几个基本公式。
2、过程与方法通过解决实际问题，运用物理规律对实际生活中的现象进行合理分析、解决问题和实际分析结果的能力。
3、情感态度与价值观1） 通过汽车行驶安全与物理学规律关系的探讨，理解物理与社会的关系。
2） 通过活动获得成功的快乐，培养参与物理学习的兴趣，提高学习的自信心 【学习重点】掌握匀变速直线运动规律，并加以应用 【知识要点】1、匀变速直线运动的规律v t =v 0+at s=v 0t+21at 2 υt 2-υ02=2as2、规律的应用：汽车行驶安全反应时间：人从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间t 反 反应距离：在反应时间内汽车保持原驾驶速度行驶所通过的距离S 1=v 0t 反刹车距离：制动刹车后开始做匀减速直线运动到汽车完全停止运动所通过的距离 停车距离：从驾驶员发现情况到汽车完全停下来的素所通过的距离.即 S 停=s 1+s 2 安全距离：应该大于一定情况下的停车距离.即s 安>s 停 【典型例题】【例1】高速公路给人们出行带来了方便，但是因为在高速公路上行驶的车辆速度大，雾天往往出现十几辆车追尾连续相撞的事故，因此大雾天要关闭高速公路．如果汽车在高速公路上正常行驶的速度为120km/h ，汽车刹车产生的最大加速度为8m/s 2．某天有薄雾，能见度约为40m ，为安全行驶，避免追尾连续相撞，汽车行驶速度应作何限制？（设司机反应时间为0.6s ）思路：可以要求车在40m 的位移内速度减为零，或者要求在速度减为零的时间内前进的位移不超过40m ．反应时间内车仍是匀速行驶的．解析：正常行驶速率：v 0＝120km/h ＝6.3120m/s ＝33.3m/s 设限制时速为v '，则：0.6v '＋a v 202'－≤40（a ＝－8m/s 2）解得：v '≤21m/s ＝75.6km/h ．【例2】一辆轿车违章超车，以108km/h 的速度驶入左侧逆行道时，猛然 发现前方80m 处一辆卡车正以72km/h 的速度迎面驶来，两车司机同时刹车，刹车加速度大小都是10m/s 2，两司机的反应时间（即司机发现险情到实施刹车所经历的时间）都是△t ．试问△t 是何数值，才能保证两车不相撞？ 思路：两车减速到零时，走过的路程之和不应超过80m ．解析：假设反应时间为△t 时两车恰不相撞，两车的初速度分别为v 1、v 2． 即v 1＝108km/h ＝30m/s ；v 2＝72km/h ＝20m/s由v t 2－v 02＝2as 得：（v 1＋v 2）×△t ＋a v 221＋a v 222＝s代入数值得：（30＋20）△t ＋102302⨯＋102202⨯＝80解得△t ＝0.3s ．所以要求反应时间应小于0.3s ．【规律总结】利用匀变速直线运动规律处理实际问题实际就是对公式的变形应用．在处理司机刹车问题时，注意反应，时间．汽车的运动实际是先经过一段匀速直线运动，后做匀减速直线运动． 在处理追赶和相遇问题时，注意抓住运动的位移关系、速度关系（速度相等时，间距最大或最小）及时间关系（同时出发，时间相同；先后出发，存在时间差）． 【当堂反馈】1.在研究下述运动时，能把物体看作质点的是 [ ] A.研究地球的自转效应 B.研究乒乓球的旋转效应C.研究火车从南京到上海运行需要的时间D.研究一列火车通过长江大桥所需的时间 2.下列说法正确的是 [ ]A.运动物体在某一时刻的速度可能很大而加速度可能为零B.运动物体在某一时刻的速度可能为零而加速度可能不为零C.在初速度为正、加速度为负的匀变速直线运动中，速度不可能增大D.在初速度为正、加速度为正的匀变速直线运动中，当加速度减小时，它的速度也减小 3.沿一条直线运动的物体，当物体的加速度逐渐减小时，下列说法正确的是 [ ] A.物体运动的速度一定增大 B.物体运动的速度一定减小C.物体运动速度的变化量一定减小D.物体运动的路程一定增大4.图1表示甲、乙两个作直线运动的物体相对于同一个坐标原点的s -t 图象，下列说法中正确的是 [ ]tv o t v s a v s o ⨯+===220222或A.甲、乙都作匀变速直线运动B.甲、乙运动的出发点相距s1C.乙比甲早出发t1时间D.乙运动的速率大于甲运动的速率5.对于自由落体运动，下列说法正确的是[]A.在1s内、2s内、3s内……的位移之比是1∶3∶5∶…B.在1s末、2s末、3s末的速度之比是1∶3∶ 5C.在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度之比是1∶3∶5D.在相邻两个1s内的位移之差都是9.8m6.物体作匀加速直线运动，已知第1s末的速度是6m/s，第2s末的速度是8m/s，则下面结论正确的是[]A.物体的初速度是3m/sB.物体的加速度是2m/s2C.任何1s内的速度变化都是2m/sD.第1s内的平均速度是6m/s7.如图2所示的v-t图象中，表示物体作匀减速运动的是[]8.某作匀加速直线运动的物体，设它运动全程的平均速度是v1，运动到中间时刻的速度是v2，经过全程一半位置时的速度是v3，则下列关系中正确的是[]A.v1＞v2＞v3B.v1＜v2=v3C.v1=v2＜v3D.v1＞v2=v39.物体沿一条直线作加速运动，从开始计时起，第1s内的位移是1m，第2s内的位移是2m，第3s内的位移是3m，第4s内的位移是4m，由此可知[]A.此物体一定作匀加速直线运动B.此物体的初速度是零C.此物体的加速度是1m/s2D.此物体在前4s内的平均速度是2.5m/s10.某物体作匀加速直线运动，先后通过A、B两点，经A点时速度是v A，经B点时速度是v B，则下列说法正确的是[]D.通过AB段的中点时的瞬时速度等于AB段的位移和所用时间的比值11.几个作匀变速直线运动的物体，在相同时间内位移最大的是[]A.加速度最大的物体B.初速度最大的物体C.末速度最大的物体D.平均速度最大的物体12.图3是甲乙两物体从同一地点沿同一方向运动的速度图线，其中t2=2t1，则[]A.在t1时刻乙物体在前，甲物体在后B.甲的加速度比乙大C.在t1时刻甲乙两物体相遇D.在t2时刻甲乙两物体相遇【参考答案】1.C2.AB3.D4.BD5.CD6.BC7.B8.C9.D10.AB 11.D 12.AD【达标训练】1.伽利略对自由落体的研究，开创了研究自然规律的科学方法，这就是（）A．对自然现象进行总结归纳的方法B．用科学实验进行探究的方法C．对自然现象进行总结归纳，并用实验进行验证的方法D．抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法2.一辆农用“小四轮”漏油，假如每隔l s漏下一滴，车在平直公路上行驶，一位同学根据漏在路面上的油滴分布，分析“小四轮”的运动情况（已知车的运动方向）。
高中物理课件 匀变速直线运动与汽车安全行驶
知识点二 汽车安全行驶问题 1.反应时间与反应距离: 驾驶员从看到现象到做出相应的刹车动作的这段时间,称为反应时间。在反应 时间内,汽车以原来的速度做匀速直线运动,汽车所行驶的距离为反应距离。 2.刹车距离与停车距离: (1)从制动刹车开始,到汽车安全停下来,汽车做匀减速运动,所通过的距离为刹车 距离。 (2)反应距离和刹车距离之和为停车距离。 (3)刹车距离的大小取决于路面情况和汽车的运动速度。
【身手小试】 在一段限速为50 km/h的平直道路上,一辆汽车遇到紧急情况刹车,刹车后车轮在 路面上滑行并留下9.0 m长的笔直的刹车痕迹。从监控录像中得知该车从刹车 到停止的时间为1.5 s。请你根据上述数据计算该车刹车前的速度,并判断该车 线运动 第五节 匀变速直线运动与汽车安全行驶
基础梳理
知识点一 四个基本公式 1.匀变速直线运动基本公式的比较:
2.应用匀变速直线运动规律解题的一般步骤: (1)分析运动过程:认真审题,弄清题意和物体的运动过程,必要时要画出物体运动 的过程示意图。 (2)明确题目条件:明确研究过程的已知量和待求量,搞清题目的条件,要注意各量 单位的统一。 (3)规定正方向:一般取初速度v0的方向为正方向,从而确定已知量和未知量的正 负。对于无法确定方向的未知量,可以先假设为正方向,待求解后,再根据正负确 定所求物理量的方向。
【跟踪训练】 1.一辆汽车从静止开始做匀加速直线运动,已知途中先后经过相距27 m的A、B 两点所用时间为2 s,汽车经过B点时的速度为15 m/s。求: (1)汽车经过A点时的速度大小和加速度大小。 (2)汽车从出发点到A点经过的距离。 (3)汽车经过B点后再经过2 s到达C点,则BC间距离为多少?
3.汽车安全行驶问题的解决方法: (1)建立物理模型:在反应时间内汽车做匀速直线运动,刹车时间内做匀减速直线 运动。 (2)根据题目给出的条件,画出示意图。 (3)灵活运用公式,匀变速直线运动的公式多,推论多,解题时要灵活选择,同时注 意公式中v0、vt、a、s均为矢量,通常规定v0方向为正方向。 (4)借助v-t、s-t图像分析汽车运动情况。
高一物理匀变速直线运动与汽车行驶安全
答案
7.5 m
针对练习3 若甲、乙两车在同一条平直公路上行驶， 甲车以v1＝10 m/s的速度做匀速运动，经过车站A 时关闭油门以a1＝4 m/s2的加速度匀减速前进.2 s后 乙车与甲车同方向以a2＝1 m/s2的加速度从同一车 站A出发，由静止开始做匀加速直线运动．问乙车 出发后经多长时间追上甲车？
答案
不违章
三、追及和相遇问题 典例3 甲、乙两汽车沿同一平直公路同向匀速行驶， 甲车在前，乙车在后，它们行驶的速度分别为 16 m/s和18 m/s.已知甲车紧急刹车时的加速度a1大 小为3 m/s2,乙车紧急刹车时的加速度a2大小为 4 m/s2，乙车司机的反应时间为0.5 s，求为保证两 车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车行驶过程 中至少应保持多大距离？
答案
(1)1 m/s2
2 m/s2
(2)8 m/s
6 m/s
；/ 上海纹身；
怕是机会不多了丶""恩。"当家人听完大家の讨论后,沉声道："既然如此,大家都同意の话,那老六,你派两人去壹趟城主府丶找找叶副执事或者是腴尔夫人,看看能不能联系到他们,咱们天阳山盟希望寻得他们の庇护丶""好。"六元老点头说："咱马上去办。""希望这个姓叶の,能够给咱们 南风圣城の修仙者,真正の赚回脸面呀,南风圣城岂容那些外来者撒野丶"。壹天之后,夏候家祖地丶傍晚时分,山脚下来了两个不速之客丶肆16肆元灵种子"什么人!"两人来到山脚下,被几位黑甲守卫拦住去路,质问他们丶其中壹人右手壹挥,壹道白光没进了壹位守卫の体内,守卫立即在半空 中痛苦の翻滚起来丶"你们做什么!""知道这是什么地方吗!"余下几位守卫十分紧张,立即围了过来,来者却是不
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个性化教学辅导教案
学科: 物理任课教师：授课时间：
姓名年级：高一教学课题 2.4 匀变速直线运动与汽车行驶安全
阶段基础（）提高（）强化（）课时计划第（）次课
共（）次课
教学目标知识点考点：匀变速直线运动中的安全问题与刹车模型方法：讲练结合
重点难点重点：掌握匀变速直线运动规律，并加以应用难点：灵活运用这些规律解决实际问题
教学内容与教学过程课前
检查作业完成情况：优□良□中□差□建议__________________________________________一、作业检查与分析
二、内容讲解
（一）情景引入
在高速公路，有时会发生“追尾”事故－－－后面的汽车撞上前面的汽车。
请你从后车的运动分析一下，造成“追尾”事故的原因有哪些？
分析：
1、后车车速过快
2、后车跟前车的车距过小
3、后车司机反应比较迟钝
4、后车的制动性能较差
（二）汽车行驶安全问题引入
例1: 汽车在高速公路上行驶的速度为30m/s,若驾驶员发现前方80m处发生了交通事故,马上紧急刹车,汽车以恒定的加速度经过4s停下来.问该汽车是否会有安全问题?
题后讨论：在例1中, 可以根据汽车经过80m 后停下来所需的时间来判断汽车是否安全吗?此时题中的4s 有什么意义?
提出问题：在例1中,汽车驾驶员发现事故马上刹车，没考虑反应时间。
事实是不可能的。
如果驾驶员看到交通事故时的反应时间是0.5s,该汽车是否有安全问题?
讨论与交流: 如果该名驾驶员是酒后驾车,结果又会怎样？
提示：驾驶员酒后驾车的反应时间至少会增加2~3倍
（三）汽车行驶安全基础概念归纳
根据我国道路交通管理的有关规定，同车道行驶的机动车，后车必须根据行驶速度、天气和路面情况，与前车保持必要的安全距离。
（1）反应时间
人从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间t 反
通常情况下，驾驶员的反应时间与注意力集中的程度、驾驶经验和体力状态有关，平均约0.5－1.5s ，驾驶员酒后驾车的反应时间到少会增加2－3倍
（2）反应距离：在反应时间内汽车保持原驾驶速度（相当于匀速）行驶所通过的距离s 1=v 0t 反
（3）刹车距离：制动刹车后开始做匀减速直线运动到汽车完全停止运动所通过的距离
（3）停车距离：从驾驶员发现情况到汽车完全停下来的素所通过的距离.即 s 停=s 1+s 2 022o v s vt t +==⨯
（4）安全距离：应该大于一定情况下的停车距离.即s 安>s 停
汽车驾驶的安全主要由什么因素来考虑?
根据公式： S 1=v 0t 反
可知:汽车驾驶的安全主要由反应时间（注意力集中程度、驾驶经验、体力和状态）、汽车行驶速度的大小以及路面的情况（汽车制动的加速度）。
例题2.某辆汽车刹车时能产生的最大加速度值为10 m/s 2。
司机发现前方有危险时，0.7 s 后才能做出反应，马上制动，这个时间称为反应时间．若汽车以20 m/s 的速度行驶，问停车距离为多少？
例题3.驾驶手册规定具有良好刹车性能的汽车在以80m/s 的速率行驶时，可以在56m 的距离内被刹住；在以48m/s 的速率行驶时，可以在24m 的距离内被刹住．假设对这两种速率，驾驶员所允许的反应时间与刹车的加速度都相同，则允许驾驶员的反应时间约为多少？
例题4.一辆汽车以20 m/s 的速度在平直公路上做匀速直线运动，由于在正前方出现了022
o v s vt t +==
⨯
险情，司机采取紧急刹车，加速度的大小是4 m/s2，求：
(1)汽车经过3 s后速度的大小；
(2)汽车刹车后前进32 m所用的时间；
(3)刹车后10 s内汽车前进的距离．
例题5.一列火车进站前先关闭气阀，让车减速滑行．滑行了300m时速度减为关闭气阀时的一半，此后又继续滑行了20s停在车站．设火车在滑行过程中加速度始终维持不变，试求：（1）从火车关闭气阀到停止滑行时，滑行的总位移；
（2）火车滑行的加速度；
（3）火车关闭气阀时的速度．
例题6.机起飞时相对静止空气的速度为60m/s，航空母舰以20m/s的速度向东航行，停在航空母舰上的飞机也向东起飞，飞机的加速度为4m/s2．则飞机起飞时间为多少？跑道至少要多长？
例题7.在市区内有一辆车遇到紧急情况刹车后，经时间t＝1.5 s停止，量得路面刹车
的痕迹长s＝6.0 m，刹车后车的运动可看做匀减速直线运动，则这辆车刹车过程的初
速度v
是多少？若此道路规定，车辆行驶的速度不得超过30 km/h，试问这辆车是否违0
章？
三、课堂巩固练习
1、一列火车在平直铁轨上以25m/s的速度行驶，驾驶员突然发现前方70m处有障碍物，立即紧急刹车，火车以恒定的加速度经过5S才停下来，问该火车是否会有安全问题？
2、一艘巨轮在平直航线上以20 m/s的速度行驶，驾驶员突然发现前方150m处有只小船，立即紧急刹车，巨轮以恒定的加速度经过10s才停下来，问巨轮是否会有安全问题？
汽 3、汽车在平直公路上以10 m/s的速度做匀速直线运动，发现前面有情况而刹车，获得的加速度大小是2 m/s2，则：
(1)汽车经3 s时速度大小为多少？
(2)经5 s时的速度大小是多少？
(3)经10 s时的速度大小是多少？
4、卡车原来以10 m/s的速度在平直公路上匀速行驶，因为路口出现红灯，司机从较远
的地方开始刹车，使卡车匀减速前进，当车减速到2 m/s时，交通灯
转为绿灯，司机当即停止刹车开始加速，并且只用了减速过程的一半时间就加速到原来的速度，从刹车开始到恢复原速共用了12 s．求：
(1)减速与加速过程中的加速度大小．
(2)开始刹车后2 s末及10 s末的瞬时速度
5、一列火车在平直铁轨上以25m/s的速度行驶，驾驶员突然发现前方70m处有障碍物，经过0.6s反应时间刹车，接着火车以恒定的加速度经过5S才停下来，问该火车是否会有安全问题？
6、一艘巨轮在平直航线上以20 m/s的速度行驶，驾驶员突然发现前方150m处有只小船，经过0.8秒反应时间才刹车，然后巨轮以恒定的加速度经过10S才停下来，问巨轮是否会有安全问题？
四、课后作业
在一个大雾弥漫的早上，一辆汽车在平直的单行道上以v1=108km/h的速度行驶，突然驾驶员发现在前方s0=20m处有一辆货车正以v2=72km/h的速度沿相同的方向行驶。
于是驾驶员马上采取刹车，已知驾驶员的反应时间为1S，汽车刹车时的加速度恒为5m/s2。
请分析一下这会发生撞车事故吗？
讨论与交流：汽车与货车恰好不相撞的条件是什么？
提示：当汽车的速度减至与货车速度相等时，两车刚好首尾相接。
则为恰好不相撞的临界条件。
课后巩固作业________________________________; 巩固复习_______________________________; 预习布置____________________________
签字学科组长签字：
老师课后赏识评价老师最欣赏的地方：老师的建议：
备注。