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
《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) 。
高中物理第二章探究匀变速直线运动的规律第四节匀变速直线运动与汽车行驶安全粤教
例3 (2019·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s0 ＝13 m远处以v0＝8 m/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t0＝2.5 s，警车发动起来，以加速度a＝2 m/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)v1＝7 m/s. 答案 能 4 s
12/12/2021
总结 提升
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s1≥s2＋s0(s0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.
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答案 30 m
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3.(追及相遇问题)(2019·宁夏育才中学高一上学期期末)汽车以速度20 m/s在平直公路 上行驶时，制动后40 s停下来.现该汽车在同一平直公路上以20 m/s的速度行驶时发现 前方200 m处有一货车以6 m/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； 答案 见解析
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12/12/2021
202 2×2 000
m/s2＝0.1 m/s2.
12/12/2021
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(2)通过计算分析两车是否会相撞.
答案 见解析
解析 假设不相撞，设两车达到共同速度用时为t，则 v2－at＝v1，t＝120 s 货车在该时间内的位移s1＝v1t＝8×120 m＝960 m 客车在该时间内的位移 s2＝v1＋2 v2t＝1 680 m 位移大小关系：s2＝1 680 m>600 m＋s1＝1 560 m，故会相撞.
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。
高中物理第二章探究匀变速直线运动规律第四节匀变速直线运动与汽车行驶安全课件粤教版必修1
其速度大于自行车的速度，因此汽车和自行车之间的距离
在不断缩小，当这个距离缩小到零时，
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若汽车的速度减至与自行车相同，则能满足题设的 “汽车恰好碰不上自行车”的条件，所以本题要求的汽车 关闭油门时离自行车的距离 s，应是汽车从关闭油门做匀 减速运动，直到速度与自行车速度相等时发生的位移 s 汽 与自行车在这段时间内发生的位移 s 自之差，如下图所示．
难点
追及、相遇或避免 相碰问题.
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知识点 汽车安全行驶问题 提炼知识 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．
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2．刹车距离是指从驾驶员采取制动措施到车停下来 所行驶的距离．在制定交通安全距离中的刹车距离时， 是按照刹车后车做匀减速行驶计算的．由 v2＝2as 得 s＝ v2，可知刹车距离由行驶速度和加速度决定，而刹车的最 2a 大加速度由路面和轮胎决定．
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解析：在反应时间内，汽车做匀速直线运动， s1＝v0t 反＝10 m， 刹车后，汽车做匀减速直线运动，s2＝2va20＝17.36 m. 从驾驶员发现障碍物到汽车停下的时间内，汽车运动 的位移 s＝s1＋s2＝27.36 m<30 m， 故汽车不会撞到障碍物． 答案：不会
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(3)数学极值法：设从开始至相遇时间为 t，根据条件 列方程，得到关于 t 的一元二次方程，用判别式进行讨论，
若Δ＞0，即有两个解，说明可以相遇两次；若 Δ＝0，说
明刚好追上或相遇；若 Δ＜0，说明追不上或不能相碰．
2、4匀变速直线运动与汽车行驶安全
t/s
常识：反应时间----人从发现情况到采 常识：反应时间----人从发现情况到采 ---取相应行动经过的时间.平均约0.5s 0.5s至 取相应行动经过的时间.平均约0.5s至 1.5s. 讨论与交流2 在例1 讨论与交流2：在例1中，设驾驶员的反应时间 0.5s，该汽车是否还安全？ 是0.5s，该汽车是否还安全？
节 匀变速直线运动与汽车行驶安全
知识回顾
一、匀变速直线运动规律
Vt = v0 + a t
１、速度公式： 速度公式： ２、位移公式： 位移公式：
s = v t + at
0
1 2
2
３、平均速度公式： v = v 0 + v t = s 平均速度公式： 2 t ４、速度－位移： 速度－位移： 5、判别式： 判别式：
3、方法一： 方法一： 汽车做匀减速直线运动， 解：汽车做匀减速直线运动，以汽车的初速度方向为 正方向。 正方向。
vt − v0 0 − 30 a= = = −7.5(m / s 2 ) t 4
1 2 1 S = v0t + at = 30 × 4 − × 7.5 × 4 2 = 60(m) 2 2
三级公路344671公里 三级公路344671公里 344671
随着社会的进步和城市化的发展，交通越来越发达， 随着社会的进步和城市化的发展，交通越来越发达， 汽车已经走进千家万户， 汽车已经走进千家万户，随之而来的交通事故也越来 越多
2.车多带来交通事故
10月4日，沿开阳高速广州往阳江方 月 日 向行驶， 向行驶，大客车与几辆汽车连环相撞
审题： 、 恒定的加速度”说明什么？ 审题：1、“恒定的加速度”说明什么？ 分析运动过程，画出运动情况示意图， 分析运动过程，画出运动情况示意图，建立物理模型
《匀变速直线运动与汽车行驶安全》的教学设计及反思.docx
《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。
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③匀速直线运动物体追及匀加速直线运动物体.当两者到达同一 位置前，就有 v 加＝v 匀，则不能追上；当两者到达同一位置时 v 加＝v 匀，则只能一次相遇；当两者到达同一位置时 v 加<v 匀，则有两次相遇 机会.
►变式训练 3.A、B 两车从同一地点出发朝同一方向行驶，其中 A 以 10 m/s 的速度匀速直线运动，且先出发 2 s，B 车由静止开始以 a＝2 m/s2 的 加速度运动，求： （1）B 车追上 A 车以前，A、B 两车间的最大距离. （2）经过多长时间 B 车追上 A 车？
题型一 汽车刹车类的安全距离的计算
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车连续追尾相撞的事故，为 栏
了行车安全，交通法明确规定，高速公路能见度小于 200 m 时，汽车
目 链
的速度要限制在 60 km/h 以下.设汽车紧急刹车时产生的最大加速度
答案：会撞到障碍物
题型二 汽车刹车类时间问题的计算
例 2 汽车在平直公路上以 20 m/s 的速度匀速行驶，刹车后做匀
栏
减速运动，经 2 s 速度变为 12 m/s，求：
目
链
（1）刹车后 2 s 内前进的距离及刹车过程中的加速度；
接
（2）刹车后前进 18 m 所用的时间；
（3）刹车后 8 s 内前进的距离.
解法二 数学分析法 （1）设汽车追上自行车之前经 t 时间两车相距最远：s 自＝v 自 t ＝6t；s 汽＝12at2； Δs＝s 自－s 汽＝6t－12at2＝－32（t－2）2＋6； 故当 t＝2 s 时，Δs 最大，Δs＝6 m. （2）汽车追上自行车时，两车位移相等，则 v 自 t′＝21at′2，t′＝4 s，v 汽＝at′＝12 m/s.
高中物理-匀变速直线运动与汽车行驶安全
m-v 乙 t1=48 m.
(2)设甲车到停止所用时间为 t0,由 vt=v0+at,解得 t0=8 s.
在 t0=8 s 时间内,甲车的位移
甲
16
s 甲= 2 t0= 2 ×8 m=64 m
乙车的位移 s 乙=v 乙 t0=8×8 m=64 m
因为 s 甲+32 m>s 乙,所以甲车停止时,乙车未追上甲车,此时两车
车后滑行的位移为 s2=v0t2+2 2 2 =(33.3×6.7-2×5×6.72) m≈110.9 m,
故汽车行驶时的安全车距 s=s1+s2=(23.3+110.9) m=134.2 m.
(2)汽车刹车若看成匀减速直线运动,刹车时间设为 t,由 vt=v0+at
0
可知 t=- ≈6.7 s<10 s,由 2 − 0 2 =2as 可知,10 s 内通过的位移
2.常见的情况
(1)物体A追上物体B:开始时,两个物体相距s0,则A追上B时,必有
sA-sB=s0,且vA≥vB.
(2)物体A追赶物体B:开始时,两个物体相距s0,要使两物体恰好不
相撞,必有sA-sB=s0,且vA≤vB.
3.解题思路和方法
分析两物体运动过程,画运动示意图→由示意图找两物体位移关
系→根据物体运动性质列(含有时间的)位移方程
是否会有安全问题?已知该汽车刹车的最大加速度大小为7.5 m/s2.
答案:会有安全问题.
解析:汽车做匀速直线运动的位移为s1=vt=30
×0.5 m=15 m.汽车
2
2
0-
-30
做匀减速直线运动的位移 s2= m=60
= m.汽车停下来的实际位移
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3.刹车距离：开始减速到停止所行驶的距离
s
2
=
v0 2a
2
或者s2
=
1 2
v
0
t
4.停车距离：s=s1 +s2
1.以25m/s的速度行驶的列车,紧急制动后,匀 减速滑行, 经10s停下,在制动过程中（ BC ） A.位移为250m B.位移为125m C.加速度为2.5m/s2 D.加速度为5m/s2
解：v0=108km/h=30m/s a= -7.5m/s2
刹车距离 s= -v02 = 302 m=60m
2a 2 7.5
刹车距离小于70m，所以紧急刹车后安全。
例2:如果还是刚才那辆汽车和情景.当汽车以 144km/h的速度超速行驶时，司机发现情况立即 紧急刹车后是否安全？
解：v0′=144km/h=40m/s a= -7.5m/s2 刹车距离 s= -v0 2 = 402 m 106.7m
vt =0
•
解：汽车刹车过程的平均速度 v= s = 9 m/s=6m/0
2
所以初速度 v0 =2v=12m/s=43.2km/h>40km/h
所以该车是超速行驶.
3.一辆值勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁 边以8m/s的速度匀速行驶的货车有违章行为时，决 定前去追赶，经2.5s警车发动起来，以加速度 a=2m/s2做匀加速运动．警车要多长时间才能追上违 章的货车？
2
=60m
停车距离为：s=s1+s2 =120m
刹车距离大于70m，所以不安全。
【讨论】
为什么酒驾和超速行驶是非常危险的？ 提示：汽车安全行驶与什么因素有关？ 驾驶员反应时间平均为0.5s到1.5s。疲劳驾驶和 酒后驾驶反应时间则会增加。
【交通小知识】
1.机动车在高速公路上正常行驶，时速为100 km/h， 行车间距为100 m以上；时速为70 km/h，行车间距为 70 m以上 2.大型客车、货运汽车在高速公路上行驶，时速不得 高于90 km/h
第四节 匀变速直线运动 与汽车行驶安全
交 通 安 全 重 如 泰 山
匀变速直线运动与汽车行驶安全
1.知道反应时间、反应距离和刹车距离(重点) 2.理解超速和酒后驾驶的危害 3.进一步熟悉运动学公式及其应用
停车过程剖析
作出刹车反应， 汽车开始减速；
发现前方有人；
停车距离
1.反应时间：从发现情况到采取措施需要的时间
2.反应距离
（1）反应时间内汽车的运动性质：匀速直线运动
（2）反应距离：s1=v0t1
3.刹车距离
（1）制动后运动性质：匀减速直线运动
s2
=
v02 2a
（2）制动距离：开始减速到停止所行驶的距离
4.停车距离：s=s1+s2
例1: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70 m处发生了交通事故，马上紧急刹车， 汽车制动时加速度大小为7.5 m/s2，该汽车紧急刹车 后是否安全？
2a 2 7.5
刹车距离大于70m，所以不安全。
例3:如果还是那辆汽车和情景，汽车以108km/h的 速度常速行驶时，司机是酒后驾车反应迟钝，其 反应时间为2s，判断是否安全？
解：v0=108km/h=30m/s a= -7.5m/s2
反应距离: s1=v0t=60m
刹车距离：s2
=
-v0 2a
3.小型客车在高速公路上行驶最高时速不高于 110 km/h 4.机动车通过没有交通信号或交通标志控制的 平面交叉路口时，最高时速不得超过30km/h， 拖拉机不准超过15 km/h 5.遇大风、雨、雪、雾天气或者路面结冰时， 应当减速行驶
1.反应时间： 从发现情况到采取措施需要的时间
2.反应距离： s1=v0t1
2.某市规定，汽车在学校门口前马路上的行驶速度 不得超过40km/h．一次，一辆汽车在校门前马路上 遇紧急情况刹车，由于车轮抱死，滑行时在马路上 留下一道笔直的车痕．交警测量了车痕长度s=9m， 又从监控资料上确定了该车刹车后到停止的时间为 1.5s，请你通过计算判断一下，这辆车是否违章？
分析： v•0 s=9m t=1.5s
解：t0 =2.5s a=2m/s2
设警车用t秒追上货车，则
1 2
at
2
=v0
(t
0
+t)
即
1 2
×2t
2
=v0
(2.5+t)
解得t=10s ，另一解t=-2s舍去
取道于“等一等”之路，进入的只能是 “永不”之室。