高中物理 第2章 第4節(jié) 勻變速直線運(yùn)動與汽車行駛安全課件 粵教版必修11

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1、 第四節(jié)勻變速直線運(yùn)動與汽車行駛安全 【答案】D精 彩 回 眸 圖241 【答案】B【解釋】物體在斜面上初速度為零，設(shè)末速度為v，則有v202a1s1.同理，在水平面上有0v22a2s2，所以a1s1a2s2，故a12a2，應(yīng)選B.本例是一個勻加速直線運(yùn)動與一個勻減速直線運(yùn)動的“連接”運(yùn)動，解題時要注意到勻加速直線運(yùn)動的末速度就是勻減速直線運(yùn)動的初速度 3由靜止開始勻加速運(yùn)動的物體，3 s末與5 s末速度之比為_，前3 s與前5 s內(nèi)位移之比為_，第3 s內(nèi)與第5 s內(nèi)位移之比為_【答案】3 59 255 9 【解析】由初速度為零的勻加速直線運(yùn)動的規(guī)律知，第1 s末、第2 s末、第3 s末、第

2、n s末的速度之比為123n，前1 s、前2 s、前3 s、前n s內(nèi)的位移之比為122232n2，第1 s、第2 s、第3 s、第n s的位移之比為135(2n1)所以第3 s末與第5 s末的速度之比為35，前3 s與前5 s內(nèi)的位移之比為3252925，第3 s與第5 s內(nèi)的位移之比為59. 知 識 梳 理反應(yīng)距離剎車距離 v a地面輪胎 思考：酒后駕車會有什么危害，從行駛安全角度為什么嚴(yán)禁酒后駕車？駕駛員酒后的反應(yīng)時間至少增加2倍以上，從而反應(yīng)距離大大增長，從而危險增加，很容易造成安全事故而危害自己和他人，所以嚴(yán)禁酒后駕車這也是對保障駕駛員和社會公共安全的必要措施. 1反應(yīng)距離在汽車行駛

3、安全知識中，反應(yīng)時間是指信息傳達(dá)至駕駛員后到駕駛員根據(jù)信息作出有效反應(yīng)動作的時間間隔，反應(yīng)距離決定于反應(yīng)時間和車的行駛速度反應(yīng)距離車速反應(yīng)時間車速一定的情況下，反應(yīng)越快即反應(yīng)時間越短，越安全汽車的安全距離 2剎車距離剎車過程做勻減速運(yùn)動，其剎車距離的大小取決于車的初速度和路面的粗糙程度3安全距離安全距離即停車距離，包含反應(yīng)距離和剎車距離兩部分 【例1】 若我國高速公路的最高車速限制為120 km/h .設(shè)某人駕車正以最高時速沿平直高速公路行駛，該車剎車的加速度大小為5 m/s2，司機(jī)的反應(yīng)時間為0.7 s試計(jì)算行駛時的安全距離？ 答案：134.2 m 題后反思：(1)反應(yīng)距離車速反應(yīng)時間，可見

4、反應(yīng)距離的大小由車的初速度和反應(yīng)時間決定車速一定的情況下，反應(yīng)越快即反應(yīng)時間越短越安全(2)剎車過程做勻減速運(yùn)動，其剎車距離的大小取決于車的初速度和路面的粗糙程度(3)安全距離必須大于或等于停車距離，分析時停車距離要分兩段(反應(yīng)距離和剎車距離)研究，最好結(jié)合實(shí)際情況畫出情境圖 高速公路給人們出行帶來了方便，但是因?yàn)樵诟咚俟飞闲旭偟能囕v速度大，霧天往往出現(xiàn)十幾輛車追尾連續(xù)相撞的事故，因此大霧天要關(guān)閉高速公路如果汽車在高速公路上正常行駛的速度為120 km/h，汽車剎車產(chǎn)生的最大加速度為8 m/s2.某天有薄霧，能見度約為40 m，為安全行駛，避免追尾連續(xù)相撞，汽車行駛速度應(yīng)作何限制？(設(shè)司機(jī)反

5、應(yīng)時間為0.6 s)【答案】應(yīng)小于75.6 km/h 1追及問題(1)追及的特點(diǎn)：兩個物體在同一時刻處在同一位置(2)追及問題滿足的兩個關(guān)系時間關(guān)系：從后面的物體追趕開始，到追上前面的物體時，兩物體經(jīng)歷的時間相等位移關(guān)系：s2s0s1.其中s0為開始追趕時兩物體之間的距離，s1表示前面被追物體的位移，s 2表示后面追趕物體的位移 追及和相遇問題 (3)臨界條件當(dāng)兩個物體的速度相等時，可能出現(xiàn)恰好追及、恰好避免相撞、相距最遠(yuǎn)、相距最近等情況，即出現(xiàn)上述四種情況的臨界條件為v1v2. 2相遇問題(1)特點(diǎn)：在同一時刻兩物體處于同一位置(2)條件：同向運(yùn)動的物體追及即相遇；相向運(yùn)動的物體，各自發(fā)生的

6、位移絕對值之和等于開始時兩物體之間的距離時即相遇(3)臨界狀態(tài)避免相碰撞的臨界狀態(tài)是兩個物體處于相同的位置時，兩者的相對速度為零 3解決追及、相遇問題的方法大致分為兩種方法：一是物理分析法，即通過對物理情景和物理過程的分析，找到臨界狀態(tài)和臨界條件，然后結(jié)合運(yùn)動學(xué)方程求解二是數(shù)學(xué)方法，因?yàn)樵趧蜃兯龠\(yùn)動的位移表達(dá)式中有時間的二次方，我們可以列出位移方程利用二次函數(shù)求極值的方法求解，有時也可借助vt圖象進(jìn)行分析 【例2】 汽車正以10 m/s的速度在平直的公路上前進(jìn)，突然發(fā)現(xiàn)正前方有一輛自行車以4 m/s的速度做同方向的勻速直線運(yùn)動，汽車立即關(guān)閉油門做加速度大小為6 m/s2的勻減速運(yùn)動，汽車恰好碰

7、不上自行車，求關(guān)閉油門時的汽車離自行車多遠(yuǎn)？ 解析：汽車在關(guān)閉油門或減速后的一段時間內(nèi)，其速度大于自行車的速度，因此汽車和自行車之間的距離在不斷縮小，當(dāng)這個距離縮小到零時，若汽車的速度減至與自行車相同，則能滿足題設(shè)的“汽車恰好碰不上自行車”的條件，所以本題要求的汽車關(guān)閉油門時離自行車的距離s，應(yīng)是汽車從關(guān)閉油門做勻減速運(yùn)動，直到速度與自行車速度相等時發(fā)生的位移s汽與自行車在這段時間內(nèi)發(fā)生的位移s自之差，如下圖所示 解法二：利用vt圖象進(jìn)行求解，如下圖所示，直線、分別是汽車與自行車的速度時間圖線，其中劃斜線部分的面積表示當(dāng)兩車車速相等時汽車比自行車多發(fā)生的位移，即為汽車關(guān)閉油門時離自行車的距離s

8、.圖線的斜率即為汽車做勻減速運(yùn)動時的加速度，所以應(yīng)用：答案：3 m 題后反思：解“追及”、“相遇”問題的思路：(1)根據(jù)對兩物體運(yùn)動過程的分析，畫出物體的運(yùn)動示意圖(2)根據(jù)兩物體的運(yùn)動性質(zhì)，分別列出兩個物體的位移方程注意要將兩物體運(yùn)動時間的關(guān)系反映在方程中(3)由運(yùn)動示意圖找出兩物體位移間關(guān)聯(lián)的方程(4)聯(lián)立方程求解 一輛汽車在十字路口等候綠燈，當(dāng)綠燈亮?xí)r汽車以3 m/s2的加速度開始行駛，恰在這時一輛自行車以6 m/s的速度勻速駛來，從后面趕過汽車試求：(1)汽車從路口開動后，在追上自行車之前經(jīng)過多長時間兩車相距最遠(yuǎn)？此時距離是多少？(2)什么時候汽車追上自行車，此時汽車的速度是多少？【答

9、案】(1)2 s6 m(2)4 s12 m/s (2)由圖可以看出：在t時刻以后，由v自線與v汽線組成的三角形面積(豎線面積)與標(biāo)有橫線的三角形面積相等時，兩車的位移相等，所以由圖得相遇時：t2t4 s，v2v自12 m/s. 【例3】 汽車在高速公路上行駛的速度為108 km/h，若駕駛員發(fā)現(xiàn)前方70 m處發(fā)生了交通事故，馬上緊急剎車，汽車以恒定的加速度經(jīng)過4 s才停下來問該汽車是否會有安全問題？如果駕駛員看到交通事故時的反應(yīng)時間是0.5 s，該汽車是否會有安全問題？綜 合拓 展提 高 汽車做勻速運(yùn)動的位移s1v0t300.5 m15 m，汽車做勻減速運(yùn)動的位移s260 m，ss1s2(1560) m75 m.因?yàn)閟70 m，所以會有安全問題答案：見解析