2024_2025学年新教材高中物理第2章匀变速直线运动第5节匀变速直线运动与汽车安全行驶学案粤教版必修第一册.doc
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第五节匀变速直线运动与汽车平安行驶
[核心素养·明目标]
核心素养
学习目标
物理观念
知道汽车刹车过程中的反应时间的概念，理解刹车距离，并能说明现实生活中的现象．
科学思维
驾驭汽车刹车的问题处理方法，并会计算推理，能解决相关物理问题．
科学探究
能探究正常驾驶与酒后驾驶的刹车问题，学会沟通与合作．
科学看法与责任
体会实际生活与科学规律的亲密联系，增加学生平安意识．
1．反应时间：从司机意识到应当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：从驾驶员刹车起先，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起先汽车减速行驶到停止所走过的距离． (√)
(3)停车距离应大于平安距离． (×)
(4)一辆汽车以36km/h的速度在马路上行驶，司机望见前面有障碍物马上以2.5m/s2的加速度刹车，5s后汽车的位移为20m
考点1汽车行驶平安问题
一载有十几吨小麦的货车在高速马路上发生侧翻事故，后经调查，事故车辆行驶证核载1.5吨，实载10吨，严峻超载引起后轮爆胎，车辆失控侧翻．假设该车以54km/h的速率匀速行驶，发觉障碍物时司机刹车，货车马上做匀减速直线运动，加速度的大小为2.5m/s2(不超载时则为5m/s2)．
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：s1＝eq\f(0－v\o\al(2,0),2a1)解s1＝45m．
(2)不超载时：s2＝eq\f(0－v\o\al(2,0),2a2)＝22.5m＜45m，说明汽车不要超载．
[归纳例证]
1．反应距离s1＝车速v0×反应时间t，其中反应时间是从发觉状况到实行相应行动经过的时间．在车速肯定的状况下，反应越快即反应时间越短越平安．
2．刹车距离：刹车过程做匀减速直线运动，其刹车距离s2＝eq\f(v\o\al(0,2),2a)，大小取决于初速度v0和刹车的加速度．
3．平安距离即停车距离，包含反应距离和刹车距离两部分．
4．影响平安距离的因素
(1)主观因素：司机必需反应灵敏，行动快速，镇静冷静，具有良好的心理素养，不能酒后驾车，不能疲惫驾驶，精力高度集中等．
(2)客观因素：汽车的状况、天气和路面是影响平安距离的重要因素，雨天路面湿滑，冬天路面结冰，轮胎磨损严峻等都会造成刹车距离的增大．
【典例1】为了平安，马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40km/h．有一辆车发觉前面24m处发生交通事故紧急刹车，紧急刹车产生的最大加速度为5m/s2，反应时间为t＝0.6s．经测量，路面刹车痕迹为s＝14.4m，该汽车是否违章驾驶？是否会有平安问题？
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veq\o\al(2,t)－veq\o\al(2,0)＝2as得汽车刹车前的速度
v0＝eq\r(v\o\al(2,t)－2as)＝eq\r(0－2×?－5?×14.4)m/s＝12m/s＝43.2km/h40km/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＝12×0.6m＝7.2m，停车距离Δs＝s1＋s＝7.2m＋14.4m＝21.6m
由于Δs＜24m，所以该车不存在平安问题，不会发生交通事故．
[答案]见解析
解决行驶平安问题比较志向的方法
(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veq\o\al(2,t)－veq\o\al(2,0)＝2as而避开刹车时间的求解，比较便利，公式选取要敏捷．
(3)可采纳逆向思维法，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1.0s是否会发生交通事故？
[解析]酒后反应时间t′＝1.0s
反应距离s1′＝v1t′＝12m
停车距离Δs′＝s1′＋s＝12m＋14.4m＝26.4m＞24m
会发生交通事故．
[答案]见解析
[跟进训练]
1．一辆汽车在平直马路上行驶，刹车前速度大小为90km/h，刹车时获得的加速度大小为10m/s2，求：
(1)汽车起先刹车后10s内滑行的距离x0