高一物理勻變速直線運動與汽車行駛安全

1、高一物理勻變速直線運動與汽車行駛安全第1頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四第2頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四第3頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四第4頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四第5頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四1.如圖2-4-1，A、B兩物體相距s=7 m時，A在水平拉力和摩擦力作用下，正以vA=4 m/s的速度向右勻速運動，而物體B此時正以vB=10 m/s向右勻減速運動，加速度a=-2m/s2，則A追上B所經(jīng)歷的時間是（ ）A.7 s B.8 sC.9 s

2、 D.10 s第6頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【解析】選B.B物體能運動的時間此時B的位移 在5 s內(nèi)A物體的位移 所以在B停止運動之前A不能追上B.所以A追上B時， 故B正確.第7頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四2.甲、乙兩人同時由A地沿直線向B地運動，他們的初速度相同，甲先勻加速再勻減速到達B地，乙先勻減速再勻加速到達B地，他們到達B地時，速度均和初速度相同，關于甲、乙兩人誰先到達B地，下列說法正確的是( )A.甲先到達 B.乙先到達C.同時到達 D.無法確定第8頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【解析】選A.

3、畫出甲、乙兩人由A地到B地的v-t圖象，兩人的v-t圖線與時間軸包圍的面積(即位移)相同，如圖所示，由圖象可知t甲a2，則兩物體可能相遇兩次C.若a1a2,則兩物體可能相遇一次或不相遇第10頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【解析】選B、D.若a1=a2,則乙的速度時刻大于甲的速度，乙追上甲之后，甲不可能再追上乙，故A項錯；若a1a2，甲的速度增加得快，若乙追上甲時v甲v乙，則最終甲又會再追上乙，則會相遇兩次；若乙追上甲時v甲=v乙，之后甲的速度將超過乙，則只能相遇一次；若當v乙=v甲時，乙仍沒有追上甲，則之后乙更不會追上甲，二者就不能相遇，故B、D正確；若a1a2，那

4、么v甲v乙，乙追上甲之后，甲不可能再追上乙，則只能相遇一次，故C項錯.第11頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四4.一列貨車以v1=28.8 km/h的速度在平直鐵路上行駛，由于調(diào)度失誤，其后方有一列客車以v2=72 km/h的速度在同一鐵軌上駛來.在相距s0=600 m處客車司機發(fā)現(xiàn)貨車后立即緊急制動.為避免兩車相撞，客車的制動加速度至少多大？第12頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【解析】為避免兩車相撞，客車追上貨車時的速度應不大于貨車的速度.設客車制動經(jīng)時間t s時，客車追上貨車恰好未發(fā)生碰撞.則貨車的位移為s1=v1t=8 t m客車的位移

5、為依題意有s1+600=s2v1=v2-at解得a=0.12 m/s2即客車的制動加速度至少為0.12 m/s2.答案：0.12 m/s2第13頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四第14頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四第15頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四第16頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【典例1】在高速公路上,有時會發(fā)生“追尾”的事故后面的汽車撞上前面的汽車.請分析一下,造成“追尾”事故的原因有哪些?我國高速的最高車速限制為120 km/h.設某人駕車正以最高時速沿平直高速公路行駛,該車剎

6、車時產(chǎn)生的加速度大小為5 m/s2,司機的反應時間(從意識到應該剎車到實施剎車的時間)為0.6 s0.7 s.如圖2-4-2所示，請分析一下,應該如何計算行駛時的安全車距?第17頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【思路點撥】解答本題應注意以下兩點：第18頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【自主解答】汽車行駛的速度v0=120 km/h=33.3 m/s.在反應時間內(nèi),汽車做勻速直線運動的位移為s1=v0t1=33.30.7 m=23.3 m.剎車后,汽車做勻減速運動,滑行時間為汽車剎車后滑行的位移為所以行駛時的安全車距應為s=s1+s2=23.3

7、 m+110.9 m=134.2 m.第19頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【互動探究】司機的反應時間為0.6 s0.7 s，為什么在計算安全車距時取0.7 s?【解析】司機的反應時間為0.6 s0.7 s，應以反應遲鈍的時間0.7 s為基準計算，才能確保行車的安全.第20頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四第21頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四第22頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四第23頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四第24頁，共76頁，2022年，5月20日，16點

8、17分，星期四第25頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【典例2】（2010寧波高一檢測）晚間，甲火車以4 m/s的速度勻速前進，當?shù)匾一疖囌`入同一軌道，且以20 m/s的速度追向甲車，當乙車司機發(fā)現(xiàn)甲車時兩車相距僅125 m，乙車立即制動，已知以這種速度前進的火車制動后需經(jīng)過200 m才能停止.（1）問是否會發(fā)生撞車事故？（2）若要避免兩車相撞，乙車剎車的加速度至少應為多大？第26頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【思路點撥】該題可按如下思路分析：第27頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【標準解答】（1）乙車制動時的加速度

9、當甲、乙兩車速度相等時有：v甲=v乙=v0+at，解得t=16 s，此過程甲車位移s甲=v甲t=64 m,乙車位移 由于s甲+125 ms乙，所以兩車會發(fā)生撞車事故.第28頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四（2）兩車不相撞的臨界條件是到達同一位置時兩車的速度相同，則 v甲=v0+a0t代入數(shù)據(jù)解得t=15.625 s,a0=-1.024 m/s2即為使兩車不相撞，乙車剎車的加速度至少為1.024 m/s2.答案：（1）會發(fā)生 (2)1.024 m/s2第29頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【變式訓練】一輛汽車在十字路口等待綠燈.綠燈亮起時，它以

10、3 m/s2的加速度開始行駛，恰在此時，一輛自行車以6 m/s的速度并肩駛出.試求：（1）汽車追上自行車之前，兩車之間的最大距離.（2）何時汽車追上自行車？追上時汽車的速度多大？第30頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【解析】（1）由于兩車速度相等時相距最遠，即汽車的速度為6 m/s，根據(jù)v=at，得加速時間為在這段時間內(nèi)，自行車行駛距離為s1=vt=62 m=12 m.汽車行駛距離為故兩車之間的距離為s=s1-s2=（12-6）m=6 m.第31頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四（2）兩車位移相等時追上，即 得t=2va=263 s=4 s.追

11、上時汽車的速度 答案：（1）6 m （2）4 s末 12 m/s第32頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四1.(2008寧夏高考)甲、乙兩車在公路上沿同一方向做直線運動，它們的v-t圖象如圖2-4-3所示.兩圖象在t=t1時相交于P點,P點在橫軸上的投影為Q,OPQ的面積為S.在t=0時刻,乙車在甲車前面,相距為d.已知此后兩車相遇了兩次,且第一次相遇的時刻為t,則下面四組t和d的組合可能的是( )A.t=t1,d=s B.C. D.第33頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【解析】選D.甲做勻速運動,乙做勻加速運動,速度越來越大,甲、乙同時異地運動

12、，當t=t1時，乙的位移為s，甲的位移為2s且v甲=v乙,若兩者第一次相遇在t=t1時，則d+s=2s可得d=s.不過不會出現(xiàn)第二次相遇，所以A錯誤.若兩者第一次相遇在 時,則乙的位移為 s,甲的位移為s,由 可得 所以D正確,B、C錯誤.第34頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四2.（2010汕頭高一檢測）汽車以20 m/s的速度做勻速直線運動，剎車后的加速度大小為5 m/s2,那么開始剎車后2 s與開始剎車后6 s汽車通過的位移之比為（ ）A.11 B.31C.34 D.43第35頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【解析】選C.汽車的初速度v0

13、=20 m/s，加速度a=-5 m/s2，故汽車的剎車時間 所以剎車2 s的位移剎車6 s內(nèi)的位移因此s1s2=34.C項正確.第36頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四3.(2010銀川高一檢測)在交警處理某次交通事故時，通過監(jiān)控儀器掃描，輸入計算機后得到該汽車在水平路面上剎車過程中的位移隨時間變化的規(guī)律為：s=20t-2t2(s的單位是m，t的單位是s).則該汽車在路面上留下的剎車痕跡長度為( )A.25 m B.50 mC.100 m D.200 m第37頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【解析】選B.將s=20t-2t2與 進行類比得v0=

14、20 m/s,a=-4 m/s2.汽車在路面上留下的剎車痕跡即為剎車距離.由 得s=50 m,所以應選B.第38頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四4.（2010惠州高一檢測）市區(qū)內(nèi)各路口處畫有停車線，當信號燈黃燈開啟時司機應開始剎車，紅燈開啟時車不能越過停車線，否則違反交通規(guī)則.設黃燈開啟3秒紅燈才開啟.一汽車以36 km/h的速度向路口駛來，司機看到黃燈開啟立即操縱汽車減速裝置，經(jīng)0.5 s汽車才開始減速（即反應時間）,設剎車加速度大小為5 m/s2，則黃燈剛亮時汽車距停車線多遠開始減速才不會違反交通規(guī)則？第39頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期

15、四【解析】汽車在反應時間里發(fā)生的位移s1=v0t=100.5 m=5 m剎車過程發(fā)生的位移若不違反交通規(guī)則,黃燈剛亮時開始操縱減速，汽車距停車線的距離為s=s1+s2=5 m+10 m=15 m答案：15 m第40頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四5.（2010洛陽高一檢測）甲、乙兩汽車同時從同一地點出發(fā)，甲車以初速度為15 m/s做勻速直線運動，乙車以3 m/s的初速度、0.6 m/s2的加速度做與甲同方向的勻加速直線運動，求兩車再次相遇前它們之間的最大距離和再次相遇時兩車運動的時間.第41頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【解析】當v甲=v乙

16、=v0+at時兩車相距最大解得對甲：s甲=v甲t=1520 m=300 m對乙：故s=s甲-s乙=120 m當s甲=s乙時兩車再次相遇,則解得t=40 s答案：120 m 40 s第42頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四1.（4分）駕駛手冊中指出具有良好剎車性能的汽車以80 km/h的速率行駛時，可以在56 m的距離內(nèi)被剎住，在以48 km/h的速率行駛時，可以在24 m的距離內(nèi)被剎住，假設對這兩種速率駕駛員的反應時間相同（在反應時間內(nèi)駕駛員來不及剎車，車速不變），剎車產(chǎn)生的加速度也相同，則駕駛員的反應時間約為（ ）A.0.5 sB.0.6 sC.0.7 sD.0.8

17、s第43頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【解析】選C.設駕駛員的反應時間為t，剎車加速度為a，由題意可得 即 由兩式代入數(shù)據(jù)解得t=0.72 s，故C正確.第44頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四2.（雙選）（4分）在平直公路上,自行車與同方向行駛的一輛汽車同時經(jīng)過某一路標,它們的位移s（m）隨時間t（s）的變化規(guī)律為:汽車 自行車s=6t.則（ ）A.汽車做勻減速直線運動,自行車做勻速直線運動B.不能確定汽車和自行車做何種運動C.經(jīng)過路標后自行車不可能運動到汽車前面D.第16 s末自行車追上汽車第45頁，共76頁，2022年，5月20日，16

18、點17分，星期四【解析】選A、D.由 和s=6t=vt可知,汽車做勻減速直線運動（v0=10 m/s,a=- m/s2）,自行車做勻速直線運動（v=6 m/s）.追上時兩車位移相等,即 解得t=16 s.應選A、D.第46頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四3.（4分）兩輛完全相同的汽車，沿水平直路一前一后勻速行駛，速度均為v0.若前車突然以恒定的加速度剎車，在它剛停住時，后車以前車剎車時的加速度開始剎車，已知前車在剎車過程中所行駛的距離為s.若要保證兩輛車在上述情況中不相撞，則兩車在勻速行駛時保持的距離至少應為（ ）A.s B.2 s C.3 s D.4 s第47頁，共

19、76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【解析】選B.方法一：兩車恰不相撞的條件是后車必須在前車剎車處開始剎車，而前車剎車后行駛距離為 在前車剎車過程中，后車勻速行駛至前車剎車處，s=v0t=2 s.第48頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四方法二：利用圖象法分析，如圖前車開始剎車后，經(jīng)t停止，通過位移為s，在t時間內(nèi)，后車勻速運動，但后車在前車剛停下后，以前車的加速度開始剎車，經(jīng)t停下，兩車恰不相撞，由圖可知前車運動位移為s，后車運動位移為3 s，即兩車勻速運動時的距離為2s，故B正確.第49頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四4.（4

20、分）如圖1所示，甲、乙兩車以相同的速率v0在水平地面上相向做勻速直線運動，某時刻乙車先以大小為a的加速度做勻減速運動，當速率減小為零時，甲車也以大小為a的加速度做勻減速運動，為了避免碰車，在乙車開始做勻減速運動時，甲、乙兩車的距離至少應為（ ）A. B. C. D.第50頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【解析】選D.乙車做勻減速運動的位移 運動時間 而甲車在時間t內(nèi)做勻速直線運動，剎車后做勻減速直線運動， 甲、乙兩車的距離 故D正確.第51頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四5.（2010宿遷高一檢測）（10分）一輛公共汽車以12 m/s的速度經(jīng)

21、過某一站臺時，司機發(fā)現(xiàn)一名乘客在車后L18 m處揮手追趕，司機立即以大小為2 m/s2的加速度剎車，而乘客以5 m/s的速度追趕汽車.則該乘客需要多長時間才能追上汽車？第52頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【解析】汽車剎車所用時間為t2,則由0v2+at2得通過的位移而在汽車剎車的t2時間內(nèi)乘客通過的位移為s1=v1t2=56 m=30 m.可知s1s2+L=54 m.則乘客追上車前，車已停止.乘客追車時間為 答案：10.8 s第53頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【思維拓展】6.（4分）甲、乙兩輛汽車在平直的公路上沿同一方向做直線運動，t=

22、0時刻同時經(jīng)過公路旁的同一個路標.在描述兩車運動的v-t 圖中（如圖2），直線a、b分別描述了甲乙兩車在020秒的運動情況.關于兩車之間的位置關系，下列說法正確的是（ ）第54頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四A.在010秒內(nèi)兩車逐漸靠近B.在1020秒內(nèi)兩車逐漸遠離C.在515秒內(nèi)兩車的位移相等D.在t=10秒時兩車在公路上相遇第55頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【解析】選C.根據(jù)v-t圖線與時間軸所圍面積表示位移可知：在010秒內(nèi)兩車的位移差逐漸增大即兩車在遠離，A錯；在10秒20秒內(nèi)甲的位移增加得多，兩車在靠近，到20秒末兩車相遇，B錯

23、；在5秒15秒內(nèi)由圖線的對稱關系知兩圖線在此時間段與時間軸所圍面積相等，故兩車位移相等，C正確.v-t圖線的交點表示該時刻速度相等，D錯誤.第56頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四7.(新題快遞)（10分）鐵路列車與其他車輛的運行方式不同，列車自重加載可重達千余噸甚至數(shù)千噸，列車奔馳在軌道上時的速度很大.當鐵路列車司機駕駛列車發(fā)現(xiàn)前方有險情或障礙物時.從采取緊急剎車的地點開始至列車停止地點為止，這段距離稱為制動距離.某普通快速列車行駛的速度為108 km/h，其制動過程中的加速度大小為0.5 m/s2，假設列車制動過程中做勻變速直線運動.求：（1）制動時間是多少？（2）

24、制動距離是多少？（3）制動70 s內(nèi)的位移是多少？第57頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【解析】設普通快速列車運動方向為正方向，其初速度v0=30 m/s，制動的末速度vt=0（1）由vt=v0+at制動時間（2）由運動學公式知：代入數(shù)據(jù)解得：s=900 m（3）70 s大于60 s，所以70 s內(nèi)的位移為制動距離900 m答案：(1)60 s (2)900 m (3)900 m第58頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四第59頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四8.(2010泉州高一檢測)（10分）一列貨車以28.8 km/

25、h的速度在鐵路上運行，由于調(diào)度事故，在后面700 m處有一列快車以72 km/h的速度在行駛，快車司機發(fā)覺后立即合上制動器，但快車要滑行2 000 m才停下來：（1）試判斷兩車會不會相撞，并說明理由.（2）若不相撞，求兩車相距最近時的距離;若相撞，求快車剎車后經(jīng)多長時間與貨車相撞.第60頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【解析】（1）v貨28.8 km/h=8 m/s,v快72 km/h=20 m/s快車合上制動器后的加速度：快車速度減至8 m/s所需的時間： 第61頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四在此時間內(nèi)兩車發(fā)生位移：s貨v貨t=8120

26、m=960 ms快=v快t+=20120 m+=1 680 m因為s貨+700s快所以兩車會相撞第62頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四(2)設兩車經(jīng)過時間t相撞，有s貨+700s快v貨t+700v快t+代入數(shù)據(jù)解得： (不合題意舍去)故兩車經(jīng)100 s相撞答案：（1）會相撞 理由見解析 （2）100 s第63頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四1.（雙選）t=0時，甲乙兩汽車從相距 70 km 的兩地開始相向行駛，它們的v-t圖象如圖所示.忽略汽車掉頭所需時間.下列對汽車運動狀況的描述正確的是（ ）A.在第1小時末，乙車改變運動方向B.在第2小時

27、末，甲乙兩車相距10 kmC.在前4小時內(nèi)，乙車運動加速度的大小總比甲車的大D.在第4小時末，甲乙兩車相遇第64頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【解析】選B、C.第1小時末，乙車的速度為負值最大，仍沿原方向運動，A錯.由圖象分析知，前2小時內(nèi)甲、乙兩車各前進30 km，故此時兩車相距10 km，B對.圖象給出的時間內(nèi)，甲、乙兩車的加速度大小均未變，所以a甲50 km/h，該車超速.第68頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四4.(2010德州高一檢測)汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動的輪胎在地面上發(fā)生滑動，產(chǎn)生明顯的滑動痕跡，即常說的剎車線.由剎車線長短可以得知汽車剎車前的速度大小，因此剎車線的長度是分析交通事故的一個重要依據(jù).若某汽車剎車后至停止的加速度大小為7 m/s2，剎車線長為14 m，求：（1）該汽車剎車前的初始速度v0的大??；（2）該汽車從剎車至停下來所用的時間t0；（3）在此過程中汽車的平均速度.第69頁，共76頁，2022年，5月20日，16點17分，星期四【解析】（1）據(jù)運動學公式：vt2-v02=2as得 v02=-2as=-2(-7)14=