第四节匀变速直线运动与汽车行驶安全资料

《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) 。

匀变速直线运动与汽车行驶安全1. 引言匀变速直线运动是物理学中的一个重要概念。

在日常生活中，我们经常会与汽车行驶打交道，汽车的行驶安全直接关系到我们的生命安全。

本文将介绍匀变速直线运动的定义和相关性质，并探讨这些概念和汽车行驶安全之间的关系。

2. 匀变速直线运动的定义匀变速直线运动是指物体在直线上做匀速运动的同时，其速度在不断变化。

在匀变速直线运动中，物体的加速度不为零，速度随时间的推移而改变。

在匀变速直线运动中，我们可以使用以下的物理量来描述和计算： - 位移：物体从起点到终点所经过的路程，用符号Δx表示。

- 速度：物体在单位时间内所走过的路程，用符号v表示。

- 时间：物体运动所经历的时间，用符号t表示。

- 加速度：速度改变的快慢程度，用符号a表示。

3. 匀变速直线运动的相关性质在匀变速直线运动中，存在以下的相关性质：3.1 位移-时间关系位移与时间之间存在着一定的关系。

根据匀变速直线运动的定义，位移可以通过速度和时间来计算。

位移和时间的关系可以通过以下公式来表示：Δx = v * t其中，Δx表示位移，v表示速度，t表示时间。

3.2 速度-时间关系速度与时间之间也存在着一定的关系。

根据匀变速直线运动的定义，速度可以通过加速度和时间来计算。

速度和时间的关系可以通过以下公式来表示：v = at其中，v表示速度，a表示加速度，t表示时间。

3.3 位移-速度关系位移和速度之间也有一定的关系。

根据匀变速直线运动的定义，位移可以通过速度和时间来计算。

位移和速度的关系可以通过以下公式来表示：Δx = (v0 + v) / 2 * t其中，Δx表示位移，v0表示初始速度，v表示速度，t表示时间。

4. 汽车行驶安全与匀变速直线运动汽车行驶安全是我们常常关注的问题。

匀变速直线运动的相关概念可以帮助我们更好地理解和分析汽车行驶安全的问题。

4.1 刹车距离的计算在汽车行驶过程中，刹车距离是一个重要的安全指标。

《匀变速直线运动与汽车行驶安全》的教学设计及反思汕尾市海丰具梅陇屮学叶宜订【课题、课时】《匀变速肓线运动与汽车行驶安全》（2课时）【教学内容分析】《匀变速直线运动与汽车行驶安全》是普通高屮课稈标准实验教科书粤教版必修一第二章第四节的教学内容。

木节总体上是在学生学完匀变速直线运动规律的基础上，设计了一个实际问题，让学生在解决实际问题的过程屮运用物理规律。

提高学生解决实际问题的能力，同时也让学生学到一些交通安全知识,提高安全意识。

因此在解读教材的核心内容的宗旨时, 要理清以下儿点：1.是物理教学贴近学生生活、联系社会实际，教师应选择与学生生活联系密切的公共交通设施、交通T具运动规律性的研究教学，把这些与学生生活密切相关的事物引入物理课, 就会增加学生对物理课的亲切感。

2.教材从汽车司机安全驾驶的角度精心设计例题，例题涉及刹车位移和刹车时间的安全性研究；例题的第二部分是正常驾驶状态和酒后驾驶时的刹车反应时间的研究。

通过教学让学生充分体会到物理学知识能解决实际问题，从而提高学生的学习兴趣，培养他们的钻研精神。

教师在教学设计中要想方设法引导学生养成在实际生活中观察问题和发现问题的能力，并用学过的物理知识解决实际问题。

3.匀变速肓线运动公式的应用对培养学生应用数学工具研究物理问题的能力有很大帮助，公式的应用应根据学生的实际循序渐进，由浅入深。

在学生有了一定的基础后，再让学生接触一些比较灵活、复杂的问题。

4.充分利用教材屮的讨论与交流，发挥学生学习主体性的作用，培养学生独立思考能力和创新思维能力。

5.注意匀变速肓线运动公式的矢量性、综合性和选择性。

特别是位移s、初速度％、末速度％加速度a都是矢量，计算时要注意它们的正负值。

【学生分析】1.鉴于学生刚接触高屮物理用运动公式解决实际问题和基础较差等问题，在教学的过稈屮注重联系生活，提高学习兴趣，培养解题能力。

2.学生已有的知识：匀变速直线运动公式。

3.学生可能遇到的问题：（1）能否挖掘题目中的已知量。

第4节匀变速直线运动与汽车行驶安全新课内容讨论一:汽车行驶中为什么要保持车距例例1：汽车在高速公路上行驶的速度为108kmh,若驾驶员发现前方70m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？（由于是第一题,为建立正确的思维过程和规范的解题模式,基本由老师带领同学分析:首先要指导学生养成慢慢审题的良好习惯,边读题边在头脑中构建物理模型,眼前要展现清晰的物理情景,汽车做匀减速直线运动.在此过程中、初速度为108km/h,即30 m/s.汽车经4s停下来,似乎只有两个已知量,但仔细分析后发现,题中还隐含着一个条件:汽车刹车停止后末速度为0,问题应可解决.题中前方80m处这一条件,并不是汽车停下来的实际位移,它只作为判断是否安全的依据.）解:选汽车初速度方向为正方向,其加速度为a=(v t-v o)/t=(0-30)/4 m/s2=-7.5 m/s2汽车由刹车到停止所经过的位移为s=v o t+at2/2=30×4+(-7.5×42)/2 m=60 m由于前方距离有70m汽车经过60m就已停下来,所以不会有安全问题.讨论二: 例1解题是否严密上题中汽车刹车后经4s停下来,试问如果驾驶员从发现事故到汽车停下来是否也是4s人对周围发生的事情、都需要一段时间来作出反应、从人发现情况到采取行动所经历的时间,称为反应时间.请同学们构建从驾驶员发现事故到汽车停下来汽车运动的物理模型.(答案:汽车先做匀速直线运动,后做匀减速直线运动)例2：上题中驾驶员的反应时间是0.5s该汽车有安全问题吗汽车在前后两个运动过程中的位移各是多少请同学们计算一下.(答案:匀速直线运动位移S =Vt=(30×0.5)m =15m匀减速直线运动位移同上,为60m,汽车运动总位移为75m,所以有安全问题.)讨论三:为什么不允许酒后开车(服用某些感冒药后,或老年人、或处于疲劳状态下都不易开车) 教师指导学生阅读课本:在通常情况下,驾驶者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,平均约为0.5∽1.5s驾驶员酒后的反应时间则至少会增加2∽3倍.例3 上题中若驾驶员酒后开车,反应时间为1.5s,上述汽车是否有安全问题此题与例2同类型,所以由思维反应较慢的同学回答解:匀速直线运动位移S =Vt=(30×1.5)m= 45m匀减速直线运动位移60m,总位移105m,汽车有安全问题.服用某些感冒药后,或老年人、或处于疲劳状态都会延长反应时间,所以都不宜开车.讨论四: 为什么不允许超速根据不同的道路或道路周边环境、对行驶车辆都有一个最高速度限制,不允许超速.请同学们通过计算,将结果填写在下列表格中、就会明白汽车为什么不允许超速.例四:《驾驶员守则》中安全距离表格车速 40 km/h反应距离 10 m刹车距离 10 m总位移 20 m假定汽车在两种不同速度情况下,驾驶员的反应时间相同、汽车刹车时加速度相同、请将表格中的A,B,C,D 四个空填上.（此题有一定难度,要找反应快、接受新知识能力强的同学参于讨论.）分析:①反应距离,由匀速直线运动公式S =Vt,当时间相同、位移与速度成正比.车速80kmh,反应距离20m;则车速40kmh,反应距离A=10m .②刹车距离,在已知初速度,末速度,加速度的情况下,可以用推论V t2-V02=2as , 因为末速度为零,所以S = -V02/2a ,当加速度相同、位移与初速度平方成正比;车速40kmh,刹车距离10 m,则车速80kmh,刹车距离B = 40m.③反应距离和刹车距离之和等于总位移C = 20m D = 60m由以上数据可以看出、车速越大总位移越大,所以行车不要超速.3.课堂小结：1、几个相关的概念：反应时间：反应距离：刹车距离：停车距离：安全距离：2、实例分析：方法是当给出了反应时间时，把汽车的实际运动看成是两段:匀速直线运动和匀变速直线运动来处理4.课堂练习：1．某市规定：卡车在市区内行驶速度不得超过40 km/h.一次一辆卡车在市区路面紧急刹车后，经1.5 s停止，量得刹车痕迹s=9 m.，问这车是否违章？2、一艘巨轮在平直航线上以20m/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？3、在练习2中，若巨轮驾驶员在发现前方小船后经过0.8秒反应时间才刹车，问：在这0.8秒内巨轮行驶了多大位移？5.布置作业：课本第３２页的1、2、题课后学生看P32《实践与拓展》七、教学用具为帮助同学建立物理模型,将汽车的运动用flash动画表现出来.八、教学流程图统计与驾驭有关规定明确教学目标讨论一为什么要保持车距讨论二例1解题是否严密讨论三为什么不能酒后开车关爱生命教育归纳安全法规讨论四为什么不允许超速课堂小结：这节课我们了解到行车安全的部分法规,而且知道了这些法规完全来自于运动学原理.在论证这些法规的过程中、我们应用了运动学的公式,明确了一般的解题程序.学以致用,我们今后更要关爱生命,注意安全.布置作业：课本第３２页的1、2、题课后学生看P 32《实践与拓展》九、教学反思经过几个班的教学,深感以上的教学设计只是一种泛泛的考虑,是一种一般性的规划.在课堂教学的实施过程中、面对不同的教学班、教师采用了完全不同的教学方法.对于接受新知识较快的教学班(快班)、学生的思维敏捷,反应快、教师采用较多学生自主活动的方式;对于稍差点的班、学生自主活动减少,教师占用时间增加;对于接受新知识较慢的教学班(慢班)、教师以讲授为主,学生配合为辅.三维目标中、这节课以目标和方法为主.学生刚进入高中阶段的物理学习,刚接触用物理知识联系实际、分析解决现实生活中的问题.从他们刚起步就要养成物理的思维和解决问题的习惯,其中、从获得的信息中建立物理模型,展现不断变化的物理情景又为解决问题的前提,重中之重.板书设计：匀变速直线运动与汽车行驶安全一、 匀变速直线运动的规律：㈠速度公式：0t v v at =+㈡平均速度公式：02t v v v +=㈢位移公式：200122t v v s vt t v t at +===+ ㈣速度与位移的关系：02t v v as-=高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

第二章第4节 匀变速直线运动与汽车行驶安全1.了解汽车行驶的特点和安全行驶的常识.2.能用匀变速运动规律处理汽车的刹车与启动问题.3.判断汽车的安全行驶和刹车问题.4．能用匀变速运动规律分析追及相遇问题。

1、汽车停车距离是指 反应距离 和 刹车距离 的和。

如果司机酒后驾车，司机的反应时间加长，容易造成交通事故。

2系式：at v v t +=0 ，位移与速度的推论式：as v v t 2202=- ，平均速度公式20tV V V +=。

一、汽车刹车时的安全距离汽车刹车时的安全距离必须大于或等于停车距离，而停车距离又分为反应距离和刹车距离。

1．对反应时间和反应距离的分析（1）反应时间：驾驶员从发现情况到采取相应措施经过的时间。

（2）反应时间内汽车的运动：在反应时间内汽车仍以原来的速度v 匀速行驶. （3）反应距离：汽车在反应时间内行驶的距离（4）规律：反应距离S 1取决于反应时间t 和车速v 的大小，即：S 1=vt 。

2．对刹车时间和刹车距离的分析（1）刹车时间：从驾驶员采取相应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：在刹车时间内汽车做匀减速直线运动. （3）刹车距离：汽车在刹车时间内前进的距离（4）规律：刹车距离S 2取决于路面情况，汽车行驶的速度和汽车轮胎的质量，由av s 222=.可知，刹车距离22v s ∝。

注意：1正常情况下人的反应时间约为0。

5——1。

5S 左右，如果酒后驾车，反应时间会增加2——3倍。

2、由av s 222=知，汽车的速度增加一倍，则刹车距离就会增加三倍，所以严禁超速行驶【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汽车连续追尾相撞的车祸，因此交通部门规定在大雾天关闭高速公路，如果汽车在高速公路上正常行驶的速度为120 km/h ，汽车紧急刹车产生的最大加速度为8m/s2，如果某天有薄雾，能见度约为40m ，目标篇预习篇考点篇为安全行驶，避免追尾事故，汽车行驶速度应作何限制？（设司机的反应时间为0.6s解析：要使车在40 m的位移内速度减为零，或要求在速度减为零的时间内前进位移不超过40 m，在反应时间内车仍然是匀速行驶的.即正常行驶速率v0=120km/h=33.3 m/s设限制时速为v1，则有v1×0.6+(0-v12)/2a≤40(a=-8 m/s2)解得v1≤21 m/s=75.6km/h故汽车行驶速率应小于75.6km/h.【点评】在反应时间内，汽车的运动视为匀速运动，根据题意建立物理模型，提取有用信息，以临界数据为计算依据，再根据运动学的有关规律解决问题.【练1】.汽车在高速公路上行驶时，由于下雪，速度仅为54 km/h，若驾驶员发现前方出现了交通事故，经0.5 s的反应时间后开始刹车，由于地面有积雪，汽车加速度大小为2 m/s2，问驾驶员发现情况到汽车完全停止，汽车前进了多远的距离？【解析】汽车运动分为两段，在0.5 s的反应时间内，汽车做匀速直线运动，在刹车后，汽车做匀减速运动，a=-2m/s2，汽车做匀速直线运动的位移为s1=vt=15×0.5m=7.5m设汽车做匀减速运动的位移为s2,则由vt2-v02=2as2可得s2=(vt2-v02)/2a=(0-152)/2×(-2)m=56.25m所以汽车停下来的过程中运动的实际距离s=s1+s2=7.5+56.25m=63.75m.【答案】63.75 m小结：行驶安全问题的解决方法1.建立物理模型：根据文字信息能在头脑中展现汽车在人体反应时间内的匀速直线运动和刹车时间内的匀减速直线运动的物理情景.2.用速度公式、位移公式和推导的结论，结合汽车的运动，分析解决这些运动问题.3.安全刹车过程：它相当于一段匀速运动和一段匀减速运动，考虑公式：s=v0t0和s=v0t-at2/2,注意这里的时间t0是反应时间,t是刹车的时间，加速度也是有限的.二、汽车刹车类问题时间实际刹车问题是一个减速过程，当汽车速度减为零后，汽车就停止运动，因此这里存在一个刹车时间问题，如果要求刹车位移，一般利用导出公式：0-v02=-2as,s=v02/2a，其中v0、a分别为初速度和加速度大小，但在一般情况下，要求的往往是刹车后多少时间的位移.故1.先求刹车到停止的时间：t0=v0/a.2.t0与所经时间t比较：（1）若t＞t0，则刹车位移就为t0 s内的位移；（2）若t=t0，则刹车位移恰为t s内位移，求解可用导出公式，也可用位移公式；（3）若t＜t0，则刹车位移大于t s内位移，用位移公式求解t s内的位移.【例2】汽车正以15m/s的速度行驶，驾驶员突然发现前方有障碍，便立即刹车。