匀变速直线运动与汽车行驶安全

1、第二章第二章 探究匀变速直线运动规律探究匀变速直线运动规律第四节第四节 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10m15m20m40km/h 60km/h 80km/h10m20m40m反反应应距距离离刹刹车车距距离离停停车车距距离离 我国交通管理规我国交通管理规定中的定中的“安全距离安全距离”指的是什么？如指的是什么？如何定出来的？何定出来的？匀速匀速直线直线匀减速匀减速直线直线s=vts=v0t+(1/2)at2讨论：为什么不允许酒后开车？讨论：为什么不允许酒后开车？在通常情况下，驾驶者的反应时间与其注意在通常情况下，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

2、有关，平均力集中程度、驾驶经验和体力状态有关，平均约为约为0.51.5s，驾驶员酒后的反应时间则至，驾驶员酒后的反应时间则至少会增加少会增加23倍倍 ，也就说反应时间会达到，也就说反应时间会达到1.54s。例例1 有一辆汽车在高速公路上行驶的速度为有一辆汽车在高速公路上行驶的速度为108km/h，若驾驶员发现前方，若驾驶员发现前方80m处发生了交处发生了交通事故，马上紧急刹车，汽车以恒定的加速度通事故，马上紧急刹车，汽车以恒定的加速度经过经过4s才停下来，问汽车是否会有安全问题？才停下来，问汽车是否会有安全问题？ 分析：汽车做匀减速直线运动分析：汽车做匀减速直线运动初速度为初速度为108km/

3、h=30m/s,t=4s题中还隐含一个条件：汽车停止后末题中还隐含一个条件：汽车停止后末 速度为速度为0。v解：刹车后汽车做匀减速直线运动，选取汽车解：刹车后汽车做匀减速直线运动，选取汽车行使的初速度方向为正方向。行使的初速度方向为正方向。由公式可得，汽车刹车过程中的加速度为：由公式可得，汽车刹车过程中的加速度为： 汽车由刹车到停止所经过的位移为汽车由刹车到停止所经过的位移为 由于前方距离有由于前方距离有80m汽车经过汽车经过60m就已停下来，就已停下来，所以不会有安全问题所以不会有安全问题 smsmtvvat/5 . 7/43000mmattvs6045 . 72143021220例：例：汽

4、车在公路上的速度为汽车在公路上的速度为108km/h108km/h，若驾驶员发，若驾驶员发现前方现前方80m80m处发生了交通事故处发生了交通事故, ,驾驶员反应时间为驾驶员反应时间为0.5s0.5s, ,马上刹车后马上刹车后, ,汽车以恒定的加速度经过汽车以恒定的加速度经过4s4s才才停下来停下来, ,问该汽车是否有危险？问该汽车是否有危险？ VA反应距离反应距离刹车距离刹车距离解解: : 设汽车初速度的方向为正方向设汽车初速度的方向为正方向反应距离：反应距离：S1=V0tVV0=108Km/h=30m/s=(300.5)m =15mt=0.5s例：例：汽车在公路上的速度为汽车在公路上的速度

5、为108km/h108km/h，若驾驶员发，若驾驶员发现前方现前方80m80m处发生了交通事故处发生了交通事故, ,驾驶员反应时间为驾驶员反应时间为0.5s0.5s, ,马上刹车后马上刹车后, ,汽车以恒定的加速度经过汽车以恒定的加速度经过4s4s才才停下来停下来, ,问该汽车是否有危险？问该汽车是否有危险？ VA反应距离反应距离刹车距离刹车距离解解: : 设汽车初速度的方向为正方向设汽车初速度的方向为正方向V刹车距离：刹车距离：V0=30m/sVt=0t=4smmattvs6045 . 721430212202smsmtvvat/5 . 7/43000例：例：汽车在公路上的速度为汽车在公路上

6、的速度为108km/h108km/h，若驾驶员发，若驾驶员发现前方现前方80m80m处发生了交通事故处发生了交通事故, ,驾驶员反应时间为驾驶员反应时间为0.5s0.5s, ,马上刹车后马上刹车后, ,汽车以恒定的加速度经过汽车以恒定的加速度经过4s4s才才停下来停下来, ,问该汽车是否有危险？问该汽车是否有危险？ 解解: : 设汽车初速度的方向为正方向设汽车初速度的方向为正方向刹车距离：刹车距离：反应距离：反应距离： S1=Vt =(300.5)m =15m安全距离：安全距离：S=S1+S2=15m+60m=75m因为因为75m80m75m V VB B情景情景4 4：(1)(1)只能在只能

7、在V VA A V VB B时追上，否则不能追上时追上，否则不能追上 V VA A V VB B，超过，至，超过，至V V V V后，追上后，追上（人）做匀速运动（人）做匀速运动（车）做加速运动（车）做加速运动开始：开始：V VA A V VB BAVABVBd d情景情景5 5：(2)(2)若不能追上，则若不能追上，则V VA A V VB B时距离时距离最近最近 (1)(1)只能在只能在V VA A V VB B时追上，否则不能追上时追上，否则不能追上 汽车正以汽车正以10m/s10m/s的速度在平直的公路上前进，的速度在平直的公路上前进，突然发现前方有一辆自行车以突然发现前方有一辆自行车

8、以4m/s4m/s的速度做的速度做同方向的匀速直线运动，汽车立即关闭油门同方向的匀速直线运动，汽车立即关闭油门做加速度大小是做加速度大小是6m/s6m/s2 2的匀减速运动，汽车恰的匀减速运动，汽车恰好碰不上自行车，求关闭油门时汽车离自行好碰不上自行车，求关闭油门时汽车离自行车多远？车多远？例子例子:解解法法1 1 ：汽车减速到汽车减速到4m/s 4m/s 时发生的位移和运动时发生的位移和运动的时间的时间 这段时间内自行车发生的位移这段时间内自行车发生的位移：s s自自=v=v自自t=4t=4 1=4m1=4m，汽车关闭油门时离自行车的距离汽车关闭油门时离自行车的距离：s=ss=s汽汽-s-s

9、自自=7-=7-4=3m4=3m解解法法2 2 利用利用v-tv-t图进行求解图进行求解. .如图如图2 2所示所示. .直线直线 、 分别是汽车与自行车的运动图线，其中划斜线分别是汽车与自行车的运动图线，其中划斜线部分的面积表示当两车车速相等时汽车比自行部分的面积表示当两车车速相等时汽车比自行车多发生的位移，即为汽车关闭油门时离自行车多发生的位移，即为汽车关闭油门时离自行车的距离车的距离s. s. 图线图线1 1的斜率即为汽车减速运动的加的斜率即为汽车减速运动的加速度，所以应有速度，所以应有时间时间t t（V V汽汽V V自）自）/a/a1s1s则面积则面积S S（V V汽汽V V自）自）t/2t/23m3m一辆汽车以一辆汽车以90km/h90km/h的速度在某郊区超速行的速度在某郊区超速行驶驶, ,当这辆超速的汽车刚经过一辆警车时当这辆超速的汽车刚经过一辆警车时, ,警车立即从静止开始以警车立即从静止开始以2.5m/s2.5m/s2 2的加速度追去。的加速度追去。（1 1）试画出这两辆车的）试画出这两辆车的v-tv-t图象。图象。（2 2）警车何时能截获超速车？）警车何时能截获超速车？（3 3）警车截获超速车时的速度为多大？）警车截获超速车时的速度为多大？ 追赶问题追赶问题: :练习练习2 2车从静止开始以车从静止开始