第四节匀变速直线运动与汽车行驶安全(20210206160434)

《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) 。

第四节匀变速直线运动与汽车行驶安全1．反应时间是指从人发现情况到________________所经过的时间．2．反应距离是指在________时间内汽车以________的速度行驶所通过的距离．3．刹车距离是指从______________开始，到汽车完全停下来，汽车做减速运动所通过的距离．4．汽车正常行驶时的停车距离应该为____________和____________之和，汽车之间的距离大于这一距离行驶，属于安全行驶距离．在通常情况下，驾驶者的反应时间与其________________、____________和______________有关．平均约为______ s．驾驶员酒后的反应时间则至少会增加________倍．5．至今为止，已经学习到的匀变速运动学公式有：____________、________________、________________、________、________、____________和____________．6．汽车在平直公路上以10 m/s的速度做匀速直线运动，由于接到任务，需加速前进，其加速度大小为3 m/s2，则汽车加速4 s，其速度为多大？加速5 s后呢？7．一辆公共汽车由静止出发做匀加速直线运动，加速度大小为2 m/s2,6 s后改做匀速直线运动，快到下一站时关闭发动机做匀减速直线运动，再经过12 s停止，求：(1)汽车匀速行驶的速度；(2)汽车关闭发动机后的加速度．【概念规律练】知识点一行车安全问题1．某辆汽车刹车时能产生的最大加速度值为10 m/s2.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？2．汽车在高速公路上行驶的速度为108 km/h，若驾驶员发现前方80 m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4 s才停下来，问汽车是否会有安全问题？知识点二汽车刹车时间和刹车距离问题3．由静止开始做匀加速直线运动的汽车，第1 s内通过的位移为0.4 m，问：(1)汽车在第1 s末的速度为多大？(2)汽车在第2 s内通过的位移为多大？4．汽车以40 km/h的速度匀速行驶．(1)若汽车以0.6 m/s2的加速度加速，则10 s后速度能达到多少？(2)若汽车刹车以0.6 m/s2的加速度减速，则10 s后速度减为多少？(3)若汽车刹车以3 m/s2的加速度减速，则10 s后速度为多少？【方法技巧练】一、利用v－t图象求解位移5．(双选)某人骑自行车在平直道路上行进，图1中的实线记录了自行车开始一段时间内的v－t图象．某同学为了简化计算，用虚线作近似处理，下列说法正确的是( )图1A．在t1时刻，虚线反映的加速度比实际的大B．在0～t1时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的大C．在t1～t2时间内，由虚线计算出的位移比实际的大D．在t3～t4时间内，虚线反映的是匀速直线运动二、追及问题的解题技巧6．小车从静止开始以1 m/s2的加速度前进，车后相距s0＝25 m处，与车运动方向相同的某人同时开始以6 m/s的速度匀速追车，问能否追上？若追不上，求人、车间的最小距离为多少？1．从静止开始做匀加速直线运动的物体，第2 s内通过的位移为0.9 m，则( )A．第1 s末的速度为0.8 m/sB．第1 s内通过的位移是0.45 mC．加速度为0.6 m/s2D．前3 s内的位移是1.2 m图22．(双选)某物体运动的速度图象如图2所示．根据图象可知 ( )A．0～2 s内的加速度为1 m/s2B．0～5 s内的位移为10 mC．第1 s末与第3 s末的速度方向相同D．第1 s末与第5 s末加速度方向相同3．一辆匀加速行驶的汽车，经过路旁两根电线杆共用5 s时间，汽车的加速度为2 m/s2，它经过第2根电线杆时的速度为15 m/s，则汽车经过第1根电线杆的速度为( )A．2 m/s B．10 m/s C．2.5 m/s D．5 m/s4．图3是某物体做直线运动的v－t图象，由图象可得到的正确结果是( )图3A．t＝1 s时物体的加速度大小为1.0 m/s2B．t＝5 s时物体的加速度大小为0.75 m/s2C．第3 s内物体的位移为1.5 mD．物体在加速过程的位移比减速过程的位移大5．一辆汽车以20 m/s的速度沿平直路面行驶，当汽车以5 m/s2的加速度刹车时，则刹车2 s内与刹车6 s内的位移之比为( )A．1∶1 B．3∶4 C．3∶1 D．4∶36．如图4所示是两个物体A和B由同一地点出发沿同一直线向同一方向运动的速度—时间图象．由图象可知，A、B出发的情况不可能为( )图4A．A、B同时开始运动B．A、B的初速度均为零C．开始时A的速度变化比B慢题号 1 2 3 4 5 6答案跑道上加速时产生的最大加速度为5.0 m/s2，起飞的最小速度是50 m/s，弹射系统能够使飞机所具有的最大速度为30 m/s，则飞机起飞时在跑道上至少加速多长时间才能起飞？8．火车沿平直铁轨匀加速前进，通过某一路标时的速度为10.8 km/h，1 min后变成54 km/h，又需经多长时间，火车的速度才能达到64.8 km/h?9．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；(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．10．汽车以15 m /s 的速度匀速行驶，司机发现前方有危险，在0.8 s 后才能作出反应，实施制动，这个时间称为反应时间．若汽车刹车时能产生的最大加速度为5 m /s 2，从汽车司机发现前方有危险到刹车后汽车完全停下来，汽车所通过的距离叫刹车距离．求： (1)在反应时间内汽车行驶的距离； (2)刹车后汽车行驶的距离．第四节 匀变速直线运动与汽车行驶安全课前预习练1．采取相应的行动 2．反应 原来 3．制动刹车4．反应距离 刹车距离 注意力集中程度 驾驶经验 体力状态 0.5～1.5 2～35．v t ＝v 0＋at s ＝v 0t ＋12at 2 v ＝v 0＋v t 2 s ＝v t Δs ＝at 2 v t 2＝v t v 2t －v 20＝2as6．22 m/s 25 m/s7．(1)12 m/s (2)－1 m/s 2解析 (1)匀速行驶的速度即为匀加速6 s 时的速度 v 2＝v 1＝a 1t 1＝2×6 m/s＝12 m/s.(2)对匀减速直线运动，由运动学公式v t ＝v 0＋at 得a 2＝0－1212 m/s 2＝－1 m/s 2.课堂探究练 1．34 m解析 反应距离s 1＝v 0t ＝20×0.7 m＝14 m刹车距离s 2＝v 202a ＝2022×10m ＝20 m停车距离s ＝s 1＋s 2＝(14＋20) m ＝34 m 2．不会解析 选汽车初速度方向为正方向，其加速度为a ＝v t －v 0t ＝0－304m/s 2＝－7.5 m/s 2汽车由刹车到停止所经过的位移为 s ＝v 0t ＋12at 2＝[30×4＋12×(－7.5)×42] m ＝60 m由于前方距离有80 m ，汽车经过60 m 就已停下来，所以不会有安全问题． 3．(1)0.8 m/s (2)1.2 m解析 (1)由s ＝12at 2得a ＝2s t 2＝2×0.412m/s 2＝0.8 m/s 2， 所以汽车在第1 s 末的速度为v 1＝at ＝0.8×1 m/s＝0.8 m/s.(2)汽车在前2 s 内通过的位移为s ′＝12at ′2＝12×0.8×22m ＝1.6 m ，所以第2 s 内汽车的位移为：s 2＝s ′－s ＝1.6 m －0.4 m ＝1.2 m. 点评 (1)解此类问题时，可以画草图帮助分析．(2)对于运动学问题，往往可以用多种方法解决，例如本题，同学们可以思考一下其他的方法．(3)运动学问题中利用位移公式解题时，往往容易忽视公式中物理量的方向，公式s ＝v 0t ＋12at 2中，v 0、a 、s 都是矢量．(4)求第n 秒内的位移要用公式Δs n ＝s n －s n －1，而同学们往往求成前n 秒的位移． 4．(1)17 m/s (2)5 m/s (3)0解析 (1)初速度v 0＝40 km/h≈11 m/s，加速度a ＝0.6 m/s 2，时间t ＝10 s. 10 s 后的速度为v ＝v 0＋at ＝11 m/s ＋0.6×10 m/s＝17 m/s.(2)汽车刹车所用时间t 1＝v 0a 1＝110.6s>10 s ，则v 1＝v 0－a 1t ＝11 m/s －0.6×10 m/s＝5 m/s.(3)汽车刹车所用时间t 2＝v 0a 2＝113s<10 s ，所以10 s 后汽车已经刹车完毕，则10 s 后汽车速度为零．点评 ①物体做匀减速运动时，必须考虑减速为零后能否返回，若此后物体停止不动，则此后任一时刻速度均为零，不能用公式v t ＝v 0＋at 来求速度．②处理“刹车问题”要先判断刹车所用的时间t 0.若题目所给时间t <t 0，则用v t ＝v 0＋at 求t 秒末的速度；若题目所给时间t >t 0，则t 秒末的速度为零．5．BD [在v －t 图象中斜率表示加速度的大小，图线与横轴围成的面积的数值表示位移的大小．在t 1时刻，虚线的斜率小于实线的斜率，故虚线反映的加速度比实际的小，A 错；在0～t 1时间内，虚线围成的面积大于实线围成的面积，故由虚线计算出的平均速度比实际的大，B 正确；在t 1～t 2时间内，虚线围成的面积比实线围成的面积小，故C 错；在t 3～t 4时间内，虚线平行于t 轴，故反映的是匀速直线运动，D 正确．] 方法总结 (1)在v －t 图象中，图线的斜率表示物体的加速度，而图象与时间轴所围的面积的数值表示这段时间内物体所发生的位移的大小．(2)利用v －t 图象分析直线运动问题要比利用其他方法更直观、更简便． 6．见解析解析 解法一：物理法人的速度只要大于车的速度，两者的距离就越来越小；人的速度小于车的速度，两者的距离就越来越大，那么，当两者速度相等时，是人追上车的临界条件．两者速度相等时，有v ＝at ，t ＝v a ＝61 s ＝6 s ，人的位移：s 1＝vt ＝6×6 m＝36 m ，车的位移s 2＝v 20－02a ＝622×1m ＝18m ．s 2＋s 0＝18 m ＋25 m ＝43 m>s 1＝36 m ，因此人追不上车．最小距离为：Δs ＝s 2＋s 0－s 1＝43 m －36 m ＝7 m. 解法二：图象法作出人与车的v －t 图象，如右图所示，可以看出人追车的最大距离就是图中有斜线部分的三角形的面积，该面积所对应的位移s ＝6×62m ＝18 m<25 m ，说明人追不上车，人与车的最小距离Δs min ＝s 0－s ＝25 m －18 m ＝7 m. 课后巩固练 1．C2．AC [由图象可知0～2 s 内的加速度a ＝2－02m/s 2＝1 m/s 2，A 对；0～5 s 内的位移s＝2＋5×22m ＝7 m ，B 错；第1 s 末与第3 s 末的速度都为正，C 对；第1 s 末加速度为正，第5 s 末加速度为负，D 错．]3．D [根据v t ＝v 0＋at ，v 0＝v t －at ＝15 m/s －2×5 m/s＝5 m/s ，D 正确．] 4．B5．B [汽车刹车后最终静止，应先求汽车运动的最大时间，由v t ＝v 0＋at 得，t ＝v －v 0a ＝0－20－5s ＝4 s ，即刹车后，汽车运动4 s,6 s 内的位移即4 s 内的位移，因为s 2＝v 0t 1＋12at 21，得s 2＝20×2 m＋12×(－5)×22 m ＝30 m ，s 4＝20×4 m＋12×(－5)×16 m＝40 m ＝s 6，所以s 2∶s 6＝3∶4.]6．C [t ＝0时，二者速度皆为零．开始运动后的一段时间内，a A >a B ，因此v A >v B .故本题选C.]7．4.0 s解析 飞机在跑道上运动的过程中，当有最大初速度、最大加速度时，起飞所需时间最短，故有v t ＝v 0＋at ，t ＝v t －v 0a ＝50－305.0s ＝4.0 s则飞机起飞时在跑道上至少应有4.0 s 的加速时间． 8．15 s9．(1)16 m －2 m/s 2(2)1 s (3)25 m解析 (1)取初速度方向为正方向，汽车刹车后做匀减速直线运动，由v t ＝v 0＋at 得a ＝v t －v 0t＝6－102m/s 2＝－2 m/s 2，负号表示加速度方向与初速度方向相反．再由s ＝v 0t ＋12at 2可求得s ＝16 m ，也可以用平均速度求解，s ＝v 0＋v t2·t ＝16 m.(2)由位移公式s ＝v 0t ＋12at 2，可得9＝10t ＋12×(－2)t 2，解得t 1＝1 s(t 2＝9 s ．不符合实际，舍去)，即前进9 m 所用时间为1 s.(3)设汽车刹车所用最长时间为t ′，则汽车经过时间t ′速度变为零．由速度公式v t ＝v 0＋at 可得t ′＝5 s ，即刹车5 s 汽车就已停止运动，在8 s 内位移即为5 s 内位移s ＝v 0t ′＋12at ′2＝(10×5) m＋[12×(－2)×52] m ＝25 m.10．(1)12 m (2)22.5 m解析 (1)在反应时间内汽车做匀速直线运动，其位移为s 1＝v 0t 1＝15×0.8 m＝12 m.(2)由开始制动到速度为零的时间t 2＝v t －v 0a ＝0－15－5s ＝3 s.汽车制动后做匀减速直线运动，位移s 2＝v 0t 2－12at 22＝(15×3－12×5×32) m ＝22.5 m.。

匀变速直线运动与汽车行驶平安〔必修1第二章第4节〕执笔：X涛【学习目标】：1、知识与技能掌握匀变速直线运动的速度、位移公式2、过程与方法通过解决实际问题，培养学生运用物理规律对实际生活中的现象进展合理分析、解决问题和实际分析结果的能力。

3、情感态度与价值观1、通过汽车行驶平安与物理规律关系的探讨，理解物理与社会的关系2、通过活动使学生获得成功的愉悦，培养学生参与物理学习活动的兴趣，提高学习的自信心学习重点：匀变速直线运动公式的应用。

学习难点：适当的选用公式解决实际的问题。

【学前准备】1、自由落体运动的特点是：〔1〕只受力作用；〔2〕初速度为2、匀变速直线运动的定义3、描述物体的物理量有、、、、。

4、匀变速直线运动的规律【学习过程】一、根本情况〔一〕加速例1：一辆汽车在笔直的高速公路上从静止开场匀加速启动，在10秒内速度到达108km/h，求它在这一段时间的加速度和位移。

分析：题目给我的量是、、，求加速度时，少了，应该用公式、求位移时，少了，应该用公式。

应该以方向为正方向。

解：变型１：汽车从静止开场匀加速启动，在前10秒的位移是100m，求末速度和位移变型2：汽车从静止开场匀加速启动，加速度大小为2m/s2，当位移到达100m时，求所用时间与末速度你还能写几种变形，请写在下面〔二〕减速例2：汽车在高速公路上行驶速度为108Km/h，刹车时加速度大小为5m/s2，求它刹车10秒后的位移。

陷阱1：写a时，a=陷阱2：给出的10秒内，汽车一直在运动吗？求出汽车刹车的最长时间〔有用时间〕〔千万不要忘记了！！！！！！！！！！！！！！〕解：以为正方向， V0= ，a= ，t=当停下来时，末速度为，求时间t0，判断：题目所给的t 〔>=<〕t0吗?应选择哪一个时间?汽车行驶平安性：例3：汽车在高速公路上行驶速度为108Km/h，假设发现前方80m处发生交通事故，马上紧急刹车，以恒定加速度经过4s才停下来，问该汽车是否平安。

2021版第2章第4节匀变速直线运动与汽车行驶安全学习目标知识脉络1・了解机动车安全驾驶法规.2.理解匀变速直线运动的规律，会分析简单的匀变速直线运动问题.3•了解汽车行驶的安全问题，能正确分析刹车类问题.（重点）4•了解分析解决简单的追及和相遇问题.（难点）汽车行驶安全问题◊基础初探◊［先填空］1.汽车运动模型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、匀速运动和匀减速直线运动.这只是实际情形的一种简化，是理想化模型，其他交通工具如火车、飞机、摩托车也可以做类似简化处理.2.汽车行驶安全问题(1)反应距离：在汽车行驶中，驾驶员发现前方有危险时，需先经过一段反应时间后，才能做出制动动作，在反应时间内汽车以原来的速度匀速行驶,驶过的距离叫做反应距离.(2)刹车距离：从制动刹车开始,到汽车完全停下來，汽车做匀减速直线运动，所通过的距离叫做刹车距离.(3)停车距离：反应距离和刹车距离之和.［再判断］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.（J）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.（丁）3.停车距离应大于安全距离.（X）［后思考］汽车司机看到前面有情况，立即刹车，汽车是怎样运动的？【提示】司机刹车，有一段反应时间，对应一段反应距离，汽车匀速运动；以后刹车才是匀减速直线运动.◊核心突破◊［合作探讨］探讨1:在反应时间一定的情况下，车速是否越低越好？【提示】是.车速越低，停车距离越小，因而越安全. 探讨2：你知道在城市道路、高速公路上为什么要限速吗?【提示】在反应时间、车况和路况相同即加速度相同的情况下，车速越小停车距离越小，越安全.I ［核心点击］1・反应距离印=车速必X反应时间f.（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，其刹车距离七=寻，大小取决于初速度巾和刹车的加速度.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……(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.◊题组冲关◊1.两辆完全相同的汽车，沿水平道路一前一后匀速行驶，速度均为巾・若前午突然以恒定的加速度Q刹车，在它刚停住时，后车以加速度加开始刹车.己知前车在刹车过程中所行驶的路程为兀，若要保证两辆车在上述情况中不发生碰撞，则两车在匀速行驶时保持的距离至少应为（）A. xB.y C・2x D.|x【解析】因后车以加速度2°开始刹车，刹车后滑行的距离为在前车刹车滑行的时间内，后车匀速运动的距离为2兀，所以，两车在匀速行驶时保持1 3的距离至少应为2x+jx-x=^x・【答案】B2.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20 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/s2,反应时间为Z=0.6 s.经测量，路面刹车痕迹为$= 14.4 m・该汽车是否违章驾驶？是否会有安全问题？【解析】依据题意，可画出运动示意图.“匀速运列十匀减速运动发现紧急情况51开始刹车5停止刹车痕迹长度即为刹车距离，由vj-vl=2as得汽车刹车前的速度卩0=寸*?—2as=(0—2X(—5)X 14.4 m/s= 12 m/s=43.2 km/h>40 km/h. 所以该汽车违章驾驶在反应时间内匀速行驶的位移釣=呗=12X0.6 m = 7.2 m,停车距离：心=$i+s=7・2 m+14.4 m=21.6 m由于△$>20m,所以该车存在安全问题，会发生交通事故.【答案】见解析解决此类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G用公式v^-vl=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.识点@追及相遇问题-------- ◊核心突破◊ ------------ ［核心点击］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：X2 = X O+X!，其中兀。

教学设计――匀变速直线运动与汽车行使安全设计人：郭碧霞 三维目标：1、知识与技能（1）掌握匀变速直线运动的速度、位移公式。

（2）能应用公式2202t v v as =+进行相关计算。

2、过程与方法通过解决实际问题，培养学生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）通过活动使学生获得成功的愉悦，培养学生参与物理学习活动的兴趣，提高学习的自信心。

教学重点：1、汽车行使安全的因素2、解决汽车行使安全的问题3、对匀变速直线运动的应用教学难点：利用匀变速直线运动解决汽车行追及问题教学设计一、引入：通过学生的讨论，提出发生交通事故的主要原因师：同学们有没有经常看新闻报纸的？生：有的说有，有的说没有师：有没有发现在报纸上经常会看见一些关于交通事故的新闻啊？生：有师：那么你们认为啊，发生这些交通事故的原因是什么啊？生：（1）车速过快 （2）车距太短（3）冲红灯 （4）路太滑（5）反应迟钝 （6）刹车失灵（7）爆胎 （8）超道行使（9）车内开灯 （10）能见度低（11）酒后开车 （12）疲劳驾车（13）注意力不集中 （14）经验不足（15）道路太差 （16）超载通过学生讨论得出发生交通事故的一些原因，对他们是一个很好的交通安全教育，使他们懂得遵守交通安全的重要性。

二、新课引入：对教材第38页图2-4-1《驾驶员守则》中安全距离图进行分析 师：看来同学们的交通安全意识还是挺强的，好，接下来我们来学习第二章的最后一节――匀变速直线运动与汽车行驶安全。

――板书。

那么根据我国道路交通管理的相关规定，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，那好，什么叫安全距离呢？好，看屏幕上的图――406080师：这是一个安全距离图，从图上我们可以看出停车距离由什么组成啊？生：反应距离和刹车距离组成。

2.4 匀变速直线运动与汽车行驶安全学案（含答案）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s1vt.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115m260m3不会解析设汽车行驶的速度为v，且v108km/h30m/s1汽车在反应时间内的位移为s1vt1300.5m15m2汽车在刹车过程中的位移为s2t24m60m3汽车停下来的实际位移为ss1s21560m75m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s1vt200.7m14m.刹车时间内汽车的位移s2m20m.故汽车行驶的距离为ss1s234m.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tat2追上时的位移条件为s乙s甲s0，即20t808t2t2整理得t26t400解得t110s，t24s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vAvB时，sAs0sB，则能追上；若vAvB时，sAs0sB，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3xx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s013m远处以v08m/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t02.5s，警车发动起来，以加速度a2m/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sm.答案111s249m解析1警车开始运动时，货车在它前面ss0v0t013m82.5m33m警车运动位移s1at2货车运动位移s2v0t警车要追上货车满足s1s2s联立代入数据解得t11st3s舍去2警车与货车速度相同时，相距最远对警车有v0ats1at2，s2v0tsms2s1s49m.后面速度小的做匀加速直线运动的物体追前面速度大的匀速运动的物体，一定能追上v后v前时两者距离逐渐增加，v后v前时两者距离逐渐减小，即当v后v前时，两者有最大距离例4某人离公共汽车20m，以速度v向汽车匀速跑过去，与此同时，汽车以1m/s2的加速度从静止启动，做匀加速直线运动试问，此人的速度v分别为下列数值时，能否追上汽车如果能，要用多长时间如果不能，则他与汽车之间的最小距离是多少1v6m/s；2v17m/s.答案1不能2m2能4s解析1当汽车速度达到6m/s时，所需的时间ts6s 在这段时间内人的位移s1vt66m36m汽车的位移s2at2162m18m因为s1s220m，所以人不能追上汽车，此时人与车有最小距离，最小距离ss220s12m.2当汽车速度达到7m/s时，所需的时间t1s7s在这段时间内人的位移s1v1t177m49m汽车的位移s2at172m24.5m因为s1s220m，所以人能追上公共汽车设经过t时间人追上汽车，有v1tat220m解得t14s，t210s舍去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s1s2s0s0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1.用图象分析追及相遇问题甲.乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动，t0时刻同时经过公路旁的同一个路标在描述两车运动的vt图象中图2，直线a.b分别描述了甲.乙两车在020s内的运动情况关于两车之间的位置关系，下列说法正确的是图2A在010s内两车逐渐靠近B在1020s内两车逐渐远离C在t10s时两车在公路上相遇D在515s内两车的位移相等答案D解析在010s内，乙车在甲的前方，而且乙的速度大于甲的速度，则两车逐渐远离，故A错误在1020s内，乙车在甲的前方，乙的速度小于甲的速度，则两车逐渐靠近，故B错误根据vt图象与时间轴围成的“面积”表示物体的位移，可以看出，在t10s时乙车的位移大于甲车的位移，t0时刻两车在同一位置，所以在t10s时两车没有相遇，故C错误在515s内两车图线与时间轴围成的“面积”相等，则通过的位移相等，故D正确2汽车行驶安全问题一辆汽车在能见度较低的雾霾天气里以54km/h的速度匀速行驶，该车刹车时的加速度大小为5m/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0.5s计算行驶时的安全车距至少为多少答案30m解析汽车原来的速度v054km/h15m/s.在反应时间t10.5s内，汽车做匀速直线运动的位移为s1v0t1150.5m7.5m刹车后，汽车做匀减速直线运动，滑行时间为t2s3s汽车刹车后滑行的位移为s2v0t2at153m532m22.5m所以行驶时的安全车距至少应为ss1s27.5m22.5m30m3追及相遇问题xx宁夏育才中学高一上学期期末汽车以速度20m/s在平直公路上行驶时，制动后40s停下来现该汽车在同一平直公路上以20m/s的速度行驶时发现前方200m处有一货车以6m/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；2是否发生撞车事故试计算说明答案见解析解析1汽车制动时加速度大小为a0.5m/s22当汽车减速到与货车同速时经过的时间为t028s汽车位移s1364m此时间内货车位移为s2v货t0168ms1364m200ms2368m，所以两车不会相撞4避碰问题分析一辆货车以8m/s的速度在平直公路上行驶，由于调度失误，在后面600m处有一辆客车以72km/h的速度向它靠近客车司机发觉后立即制动，但客车要滑行2000m才能停止求1客车滑行的加速度大小；2通过计算分析两车是否会相撞答案10.1m/s22见解析解析1设v272km/h20m/s，由vv2as得客车刹车的加速度大小为am/s20.1m/s2.2假设不相撞，设两车达到共同速度用时为t，则v2atv1，t120s货车在该时间内的位移s1v1t8120m960m客车在该时间内的位移s2t1680m位移大小关系s21680m600ms11560m，故会相撞。

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。

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。