第五节 匀变速直线运动与汽车安全行驶

新课探究
探究点一 安全距离
问题： 根据我国道路交通管理的相关规定，同一车道行驶的机 动车，后车必须与前车保持必要的安全距离，那什么是安全距 离呢？
新课探究 探究点一 安全距离
• 小组合作：阅读教材第52页图2-5-1，交流与讨论下面问题。
（1）安全距离由哪些部分组成？ （2）汽车在反应距离做什么运动？ （3）汽车在刹车距离做什么运动？
新课探究 探究点二 判断汽车是否安全行驶 问题：为了确保汽车行驶安全，需要保持一定的车距， 如何判断这个距 离是否达到安全行驶需求呢？
小组合作：小组成员讨论与交流上述问题。
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探究点二 判断汽车是否安全行驶
由于存在反应时间以及汽车的惯性，驾驶员不能立马使车子停下 来，为保证汽车安全，需要汽车与前车的实际距离大于其规定的 安全距离：d>S安
匀变速直线运动与汽车安全行驶
温故知新 匀变速直线运动规律：
vt v0 at
对自由落体运动，v0=0，a=g，则有： V=gt
情景导入
当今社会，酒驾已经严重违反了道路交通安全法，为了保 证交通安全，国家法律严禁酒后驾驶，为什么酒驾会带来 严重的安全问题，其背后隐藏的物理规律又是什么，我们 应该怎样安全行驶呢？我们这节课来探究这一问题。
新课探究 归纳小结
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。
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例题二：（教材例题1）一辆汽车在高速公路上行驶的速度为 108km/h.当驾驶员前方80m处发现交通事故时，马上紧急刹车， 并以7.5m/s2的恒定加速度减速行驶，该汽车是否出现安全问题？
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刹车距离：汽车在刹车时间内行驶的距离，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
新课探究 归纳小结
（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）反应时间内汽车的运动：汽车在反应时间内做匀速直线运动 （3）汽车在刹车过程做匀减速直线运动
答案及解析：
由题意知，车速v≤10m/s时，系统立即启动“全力自动刹车”的加速度大
小约为5m/s2，最后末速度减为0，由推导公式v2=2ax可得：x
v2 2a
102 25
m
10m
所以系统设置的来自百度文库全距离约10m。
故答案为：B
达标检测
3.汽车刹车的运动可视为匀减速直线运动，已知某辆汽车经过6s的时间 速度减为零，最后2s内的位移是1m，则汽车减速过程的总位移是（ ） A．8m B．9m C．10m D．12m
， ，根据
达标检测
2.如图所示，国产某品牌汽车装备了具有“全力自动刹车”功能的城市安全系 统，系统以50Hz的频率监视前方的交通状况，当车速v≤10m/s且与前方静止 的障碍物之间的距离接近安全距离时，如果司机未采取制动措施，系统就会 立即启动“全力自动刹车”，加速度大小约为5m/s2，使汽车避免与障碍物相 撞。则“全力自动刹车”系统设置的安全距离约为（ ） A.5m B.10m C.15m D.20m
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例题一 人在看到前方障碍物紧急刹车这一过程，下列说法中正确的是 （） A.车子始终做匀减速直线运动 B.在反应时间内，车子做匀变速直线运动 C.整个过程中，车子的速度一直在减小 D.车子速度先保持不变，后均匀减小
答案及解析：在反应时间内，车子做匀速直线运动运动，车子 速度保持不变，在制动过程中，汽车可认为做匀减速直线运动， 车子速度均匀减小。 故答案为:D.
然发现其正前方120 m处有一辆货车同向匀速前进，于是轿车紧急刹 车做匀减速运动，若轿车刹车过程的加速度大小为a＝1 m/s2，两车相
距最近时，距离为22 m，忽略司机的反应时间，则货车的速度大小为
()
A.21.6 km/h
B.18 km/h
C.16 km/h
D.12 km/h
达标检测
答案及解析：轿车的速度v0＝72 km/h＝20 m/s，货车的速度设为v，当 两车速度相等时，两车相距最近，此过程所用的时间 t＝ 轿车的位移大小为 x轿＝ ， 货车的位移大小为 x货＝vt， 经分析可知，两车相距最近时有xmin＝x货＋120 m－x轿＝22 m，联立解 得货车的速度大小为v＝6 m/s＝21.6 km/h。 故答案为：A。
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反应时间和反应距离
反应时间：驾驶员从发现情况到采取措施所经历的时间。
反应时间内汽车的运动： 汽车仍然以原来的速度做匀速直线运动
反应距离：汽车在反应时间内行驶的距离
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刹车时间和刹车距离
刹车时间：驾驶员从采取制动措施到汽车完全停下来 所经历的时间。
刹车时间内汽车的运动：汽车做匀减速直线运动
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例题四 （教材例题3） 一般人的刹车反应时间t0=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v0=72km/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=39m.减速过程中汽车位移s=25m, 此过程可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。
答案及解析：本题采用逆向思维，减速到0的匀减速直线运动的规律可看
成初速度为0的匀加速直线运动；最后2s内的位移是1m，则由s=
1 2
at2可得：
1=
1 2
×a×22，
解得
a=0.5m/s2，
则6s内的位移：
故答案为：B。
s
1 2
at62
1 2
0.5 62 m
9m
达标检测
4．一辆轿车在平直公路的一条车道上以72 km/h的速度匀速行驶，突
例题三：（教材例题2）在例题2中，如果驾驶员看到交通事故的 反应时间是0.5s，该汽车是否会出现安全问题？
新课探究 探究点三 酒后驾驶的危害 问题：酒驾严重影响了安全行驶，如何用物理规律解析这一现 象？
小组合作：小组交流与讨论上述问题。
新课探究 探究点三 酒后驾驶的危害
新课探究 归纳小结
驾驶员喝酒后，会导致反应时间增强，增加了汽车停车时间的 反应距离，容易发生危险，因此，严禁酒后驾驶。
（2）饮酒使志愿者的反应时间延长了多少？
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达标检测
1.以36 km/h的速度沿平直公路行驶的汽车，遇障碍物刹车后获得大小为a＝4 m/s2的加速度，刹车后第3 s内，汽车走过的路程为( ) A．12.5 m B．12 m C．1.0 m D．0.5 m
答案及解析：36km/h=10m/s，汽车刹车到停止所需的时间 刹车后第3s内的位移，等于停止前0.5s内的位移 逆向思维法，则 D正确． 故答案为：D