勻變速直線運動與汽車行駛安全

1、第二章第二章 探究勻變速直線運動規(guī)律探究勻變速直線運動規(guī)律第四節(jié)第四節(jié) 勻變速直線運動與汽車行駛安全勻變速直線運動與汽車行駛安全10m15m20m40km/h 60km/h 80km/h10m20m40m反反應(yīng)應(yīng)距距離離剎剎車車距距離離停停車車距距離離 我國交通管理規(guī)我國交通管理規(guī)定中的定中的“安全距離安全距離”指的是什么？如指的是什么？如何定出來的？何定出來的？勻速勻速直線直線勻減速勻減速直線直線s=vts=v0t+(1/2)at2討論：為什么不允許酒后開車？討論：為什么不允許酒后開車？在通常情況下，駕駛者的反應(yīng)時間與其注意在通常情況下，駕駛者的反應(yīng)時間與其注意力集中程度、駕駛經(jīng)驗和體力狀態(tài)

2、有關(guān)，平均力集中程度、駕駛經(jīng)驗和體力狀態(tài)有關(guān)，平均約為約為0.51.5s，駕駛員酒后的反應(yīng)時間則至，駕駛員酒后的反應(yīng)時間則至少會增加少會增加23倍倍 ，也就說反應(yīng)時間會達到，也就說反應(yīng)時間會達到1.54s。例例1 有一輛汽車在高速公路上行駛的速度為有一輛汽車在高速公路上行駛的速度為108km/h，若駕駛員發(fā)現(xiàn)前方，若駕駛員發(fā)現(xiàn)前方80m處發(fā)生了交處發(fā)生了交通事故，馬上緊急剎車，汽車以恒定的加速度通事故，馬上緊急剎車，汽車以恒定的加速度經(jīng)過經(jīng)過4s才停下來，問汽車是否會有安全問題？才停下來，問汽車是否會有安全問題？ 分析：汽車做勻減速直線運動分析：汽車做勻減速直線運動初速度為初速度為108km/

3、h=30m/s,t=4s題中還隱含一個條件：汽車停止后末題中還隱含一個條件：汽車停止后末 速度為速度為0。v解：剎車后汽車做勻減速直線運動，選取汽車解：剎車后汽車做勻減速直線運動，選取汽車行使的初速度方向為正方向。行使的初速度方向為正方向。由公式可得，汽車剎車過程中的加速度為：由公式可得，汽車剎車過程中的加速度為： 汽車由剎車到停止所經(jīng)過的位移為汽車由剎車到停止所經(jīng)過的位移為 由于前方距離有由于前方距離有80m汽車經(jīng)過汽車經(jīng)過60m就已停下來，就已停下來，所以不會有安全問題所以不會有安全問題 smsmtvvat/5 . 7/43000mmattvs6045 . 72143021220例：例：汽

4、車在公路上的速度為汽車在公路上的速度為108km/h108km/h，若駕駛員發(fā)，若駕駛員發(fā)現(xiàn)前方現(xiàn)前方80m80m處發(fā)生了交通事故處發(fā)生了交通事故, ,駕駛員反應(yīng)時間為駕駛員反應(yīng)時間為0.5s0.5s, ,馬上剎車后馬上剎車后, ,汽車以恒定的加速度經(jīng)過汽車以恒定的加速度經(jīng)過4s4s才才停下來停下來, ,問該汽車是否有危險？問該汽車是否有危險？ VA反應(yīng)距離反應(yīng)距離剎車距離剎車距離解解: : 設(shè)汽車初速度的方向為正方向設(shè)汽車初速度的方向為正方向反應(yīng)距離：反應(yīng)距離：S1=V0tVV0=108Km/h=30m/s=(300.5)m =15mt=0.5s例：例：汽車在公路上的速度為汽車在公路上的速度

5、為108km/h108km/h，若駕駛員發(fā)，若駕駛員發(fā)現(xiàn)前方現(xiàn)前方80m80m處發(fā)生了交通事故處發(fā)生了交通事故, ,駕駛員反應(yīng)時間為駕駛員反應(yīng)時間為0.5s0.5s, ,馬上剎車后馬上剎車后, ,汽車以恒定的加速度經(jīng)過汽車以恒定的加速度經(jīng)過4s4s才才停下來停下來, ,問該汽車是否有危險？問該汽車是否有危險？ VA反應(yīng)距離反應(yīng)距離剎車距離剎車距離解解: : 設(shè)汽車初速度的方向為正方向設(shè)汽車初速度的方向為正方向V剎車距離：剎車距離：V0=30m/sVt=0t=4smmattvs6045 . 721430212202smsmtvvat/5 . 7/43000例：例：汽車在公路上的速度為汽車在公路上

6、的速度為108km/h108km/h，若駕駛員發(fā)，若駕駛員發(fā)現(xiàn)前方現(xiàn)前方80m80m處發(fā)生了交通事故處發(fā)生了交通事故, ,駕駛員反應(yīng)時間為駕駛員反應(yīng)時間為0.5s0.5s, ,馬上剎車后馬上剎車后, ,汽車以恒定的加速度經(jīng)過汽車以恒定的加速度經(jīng)過4s4s才才停下來停下來, ,問該汽車是否有危險？問該汽車是否有危險？ 解解: : 設(shè)汽車初速度的方向為正方向設(shè)汽車初速度的方向為正方向剎車距離：剎車距離：反應(yīng)距離：反應(yīng)距離： S1=Vt =(300.5)m =15m安全距離：安全距離：S=S1+S2=15m+60m=75m因為因為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時追上，否則不能追上時追上，否則不能追上 V VA A V VB B，超過，至，超過，至V V V V后，追上后，追上（人）做勻速運動（人）做勻速運動（車）做加速運動（車）做加速運動開始：開始：V VA A V VB BAVABVBd d情景情景5 5：(2)(2)若不能追上，則若不能追上，則V VA A V VB B時距離時距離最近最近 (1)(1)只能在只能在V VA A V VB B時追上，否則不能追上時追上，否則不能追上 汽車正以汽車正以10m/s10m/s的速度在平直的公路上前進，的速度在平直的公路上前進，突然發(fā)現(xiàn)前方有一輛自行車以突然發(fā)現(xiàn)前方有一輛自行車

8、以4m/s4m/s的速度做的速度做同方向的勻速直線運動，汽車立即關(guān)閉油門同方向的勻速直線運動，汽車立即關(guān)閉油門做加速度大小是做加速度大小是6m/s6m/s2 2的勻減速運動，汽車恰的勻減速運動，汽車恰好碰不上自行車，求關(guān)閉油門時汽車離自行好碰不上自行車，求關(guān)閉油門時汽車離自行車多遠(yuǎn)？車多遠(yuǎn)？例子例子:解解法法1 1 ：汽車減速到汽車減速到4m/s 4m/s 時發(fā)生的位移和運動時發(fā)生的位移和運動的時間的時間 這段時間內(nèi)自行車發(fā)生的位移這段時間內(nèi)自行車發(fā)生的位移：s s自自=v=v自自t=4t=4 1=4m1=4m，汽車關(guān)閉油門時離自行車的距離汽車關(guān)閉油門時離自行車的距離：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圖進行求解圖進行求解. .如圖如圖2 2所示所示. .直線直線 、 分別是汽車與自行車的運動圖線，其中劃斜線分別是汽車與自行車的運動圖線，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)閉油門時離自行車多發(fā)生的位移，即為汽車關(guān)閉油門時離自行車的距離車的距離s. s. 圖線圖線1 1的斜率即為汽車減速運動的加的斜率即為汽車減速運動的加速度，所以應(yīng)有速度，所以應(yīng)有時間時間t t（V V汽汽V V自）自）/a/a1s1s則面積則面積S S（V V汽汽V V自）自）t/2t/23m3m一輛汽車以一輛汽車以90km/h90km/h的速度在某郊區(qū)超速行的速度在某郊區(qū)超速行駛駛, ,當(dāng)這輛超速的汽車剛經(jīng)過一輛警車時當(dāng)這輛超速的汽車剛經(jīng)過一輛警車時, ,警車立即從靜止開始以警車立即從靜止開始以2.5m/s2.5m/s2 2的加速度追去。的加速度追去。（1 1）試畫出這兩輛車的）試畫出這兩輛車的v-tv-t圖象。圖象。（2 2）警車何時能截獲超速車？）警車何時能截獲超速車？（3 3）警車截獲超速車時的速度為多大？）警車截獲超速車時的速度為多大？ 追趕問題追趕問題: :練習(xí)練習(xí)2 2車從靜止開始以車從靜止開始