勻變速直線運動與汽車行駛安全課件

第四節(jié)勻變速直線運動與汽車行駛安全探究勻變速直線運動規(guī)律

第四節(jié)勻變速直線運動與汽車行駛安全探究勻變速直線運動規(guī)律勻變速直線運動與汽車行駛安全ppt課件1．了解汽車行駛的特點和安全行駛的常識．2．能用勻變速運動規(guī)律處理汽車的剎車與啟動問題．3．判斷汽車的安全行駛和剎車問題．4．能用勻變速運動規(guī)律分析追及與相遇問題．1．了解汽車行駛的特點和安全行駛的常識．勻變速直線運動與汽車行駛安全ppt課件1．汽車停車距離是指________和________的和．如果司機(jī)酒后駕車，司機(jī)的反應(yīng)時間加長，容易造成交通事故．2．勻變速直線運動的規(guī)律基本公式：位移與時間的關(guān)系式______，速度與時間的關(guān)系式：______，位移與速度的推論式：______，平均速度公式________．1．汽車停車距離是指________和________的和．勻變速直線運動與汽車行駛安全ppt課件考點一汽車剎車時的安全距離汽車剎車時的安全距離必須大于或等于停車距離，而停車距離又分為反應(yīng)距離和剎車距離．1．對反應(yīng)時間和反應(yīng)距離的分析(1)反應(yīng)時間：駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取相應(yīng)措施經(jīng)過的時間．(2)反應(yīng)時間內(nèi)汽車的運動：在反應(yīng)時間內(nèi)汽車仍以原來的速度v勻速行駛．(3)反應(yīng)距離：汽車在反應(yīng)時間內(nèi)行駛的距離．(4)規(guī)律：反應(yīng)距離s1取決于反應(yīng)時間t和車速v的大小，即：s1＝vt.考點一汽車剎車時的安全距離汽車剎車時的安全2．對剎車時間和剎車距離的分析(1)剎車時間：從駕駛員采取相應(yīng)制動措施到汽車完全停下來經(jīng)歷的時間．(2)剎車時間內(nèi)汽車的運動：在剎車時間內(nèi)汽車做勻減速直線運動．(3)剎車距離：汽車在剎車時間內(nèi)前進(jìn)的距離．(4)規(guī)律：剎車距離s2取決于路面情況，汽車行駛的速度和汽車輪胎的質(zhì)量，由s2＝可知，剎車距離s2∝v注意：1.正常情況下人的反應(yīng)時間約為0.5－1.5s左右，如果酒后駕車，反應(yīng)時間會增加2－3倍．2．由s2＝知，汽車的速度增加一倍，則剎車距離就會增加三倍，所以嚴(yán)禁超速行駛．2．對剎車時間和剎車距離的分析高速公路給人們出行帶來了方便，但是因為在高速公路上行駛的汽車速度快，霧天往往出現(xiàn)十幾輛汽車連續(xù)追尾相撞的車禍，因此交通部門規(guī)定在大霧天關(guān)閉高速公路，如果汽車在高速公路上正常行駛的速度為120km/h，汽車緊急剎車產(chǎn)生的最大加速度為8m/s2，如果某天有薄霧，能見度約為40m，為安全行駛，避免追尾事故，汽車行駛速度應(yīng)作何限制？(設(shè)司機(jī)的反應(yīng)時間為0.6s)高速公路給人們出行帶來了方便，但是解析：要使車在40m的位移內(nèi)速度減為零，或要求在速度減為零的時間內(nèi)前進(jìn)位移不超過40m，在反應(yīng)時間內(nèi)車仍然是勻速行駛的．即正常行駛速率v0＝120km/h＝33.3m/s設(shè)限制時速為v1，則有v1×0.6＋(0－v)/2a≤40(a＝－8m/s2)解得v1≤21m/s＝75.6km/h故汽車行駛速率應(yīng)小于75.6km/h.答案：汽車行駛速率應(yīng)小于75.6km/h點評：在反應(yīng)時間內(nèi)，汽車的運動視為勻速運動，根據(jù)題意建立物理模型，提取有用信息，以臨界數(shù)據(jù)為計算依據(jù)，再根據(jù)運動學(xué)的有關(guān)規(guī)律解決問題．解析：要使車在40m的位移內(nèi)速度減為零，或要求在速度減為零練習(xí)1．汽車在高速公路上行駛時，由于下雪，速度僅為54km/h，若駕駛員發(fā)現(xiàn)前方出現(xiàn)了交通事故，經(jīng)0.5s的反應(yīng)時間后開始剎車，由于地面有積雪，汽車加速度大小為2m/s2，問駕駛員發(fā)現(xiàn)情況到汽車完全停止，汽車前進(jìn)了多遠(yuǎn)的距離？練習(xí)1．汽車在高速公路上行駛時，由于下雪，速度僅為54解析：汽車運動分為兩段，在0.5s的反應(yīng)時間內(nèi)，汽車做勻速直線運動，在剎車后，汽車做勻減速運動，a＝－2m/s2，汽車做勻速直線運動的位移為：s1＝vt＝15×0.5m＝7.5m設(shè)汽車做勻減速運動的位移為s2，則由vt2－v02＝2as2可得：s2＝(vt2－v02)/2a＝(0－152)/2×(－2)m＝56.25m所以汽車停下來的過程中運動的實際距離：s＝s1＋s2＝7.5m＋56.25m＝63.75m.答案：63.75m解析：汽車運動分為兩段，在0.5s的反應(yīng)時間內(nèi)，汽車做勻速點評：行駛安全問題的解決方法：1．建立物理模型：根據(jù)文字信息能在頭腦中展現(xiàn)汽車在人體反應(yīng)時間內(nèi)的勻速直線運動和剎車時間內(nèi)的勻減速直線運動的物理情景．2．用速度公式、位移公式和推導(dǎo)的結(jié)論，結(jié)合汽車的運動，分析解決這些運動問題．3．安全剎車過程：它相當(dāng)于一段勻速運動和一段勻減速運動，考慮公式：s＝v0t0和s＝v0t－at2/2，注意這里的時間t0是反應(yīng)時間，t是剎車的時間，加速度也是有限的．點評：行駛安全問題的解決方法：考點二汽車剎車類問題的時間實際剎車問題是一個減速過程，當(dāng)汽車速度減為零后，汽車就停止運動，因此這里存在一個剎車時間問題，如果要求剎車位移，一般利用導(dǎo)出公式：0－v02＝－2as，s＝v02/2a，其中v0、a分別為初速度和加速度大小，但在一般情況下，要求的往往是剎車后多少時間的位移．故考點二汽車剎車類問題的時間實際剎車問題是一1．先求剎車到停止的時間：t0＝v0/a.2．t0與所經(jīng)時間t比較：(1)若t＞t0，則剎車位移就為t0s內(nèi)的位移；(2)若t＝t0，則剎車位移恰為ts內(nèi)位移，求解可用導(dǎo)出公式，也可用位移公式；(3)若t＜t0，則剎車位移大于ts內(nèi)位移，用位移公式求解ts內(nèi)的位移．1．先求剎車到停止的時間：t0＝v0/a.汽車正以15m/s的速度行駛，駕駛員突然發(fā)現(xiàn)前方有障礙，便立即剎車．假設(shè)汽車剎車后做加速度大小為6m/s2的勻減速運動．求剎車后4秒內(nèi)汽車滑行的距離．汽車正以15m/s的速度行駛，駕解析：選初速度方向為正方向，則v0＝15m/s，a＝－6m/s2，設(shè)汽車由剎車開始至停止運動時間為t0，則vt＝v0＋at0，解得：可見汽車剎車后經(jīng)2.5s時停止運動，剎車后4秒內(nèi)汽車滑行的距離即是2.5s內(nèi)的位移根據(jù)vt2－v02＝2as，其中vt＝0，得s＝18.75m或根據(jù)s＝v0t＋at2，t＝2.5s,得s＝18.75m答案：18.75m解析：選初速度方向為正方向，則v0＝15m/s，練習(xí)2．一輛汽車以20m/s的初速度作勻減速剎車，若剎車過程中加速度大小為3m/s2，求8s后此汽車的速度．解析：汽車剎車，可能在8s前就停下來了．而汽車在實際運動中停下后不會繼續(xù)勻減速即反向勻加速，所以此題必須先求出汽車停下來所用的時間t'.當(dāng)vt'＝0，t'為停下來的時間，vt'＝v0＋at'＝20＋(－3)t′∴t'＝20/3s＝6.67s，即汽車剎車后6.67s已停下，速度為零，因此8s時的速度也為零．答案：0練習(xí)2．一輛汽車以20m/s的初速度作勻減速剎車，若剎車過考點三追及和相遇問題“追及”和“相遇”是運動學(xué)中研究同一直線上兩個物體的運動時常常涉及的兩類問題，也是勻變速直線運動在實際問題中的具體應(yīng)用．兩者的基本特征相同，處理方法也大同小異．1．“追及”和“相遇”問題的特征兩物體同時到達(dá)同一位置．2．“追及”和“相遇”問題的解題思路(1)根據(jù)對兩物體運動過程的分析，畫出物體的運動示意圖．(2)根據(jù)兩物體的運動性質(zhì)，分別列出兩個物體的速度和位移方程．注意要將兩物體運動時間的關(guān)系反映在方程中．(3)由運動示意圖找出兩物體位移間關(guān)聯(lián)方程．(4)聯(lián)立方程求解．考點三追及和相遇問題“追及”和“相3．“追及”問題常見的三種情況：(1)勻加速直線運動物體追及勻速直線運動物體．這種情況定能追上且只能一次相遇，兩者之間在追上前有最大距離，其條件是v加＝v勻．(2)勻減速直線運動追勻速運動物體，當(dāng)v減＝v勻時，兩者仍沒有到達(dá)同一位置，則不能追上；當(dāng)v減＝v勻時，兩者正好在同一位置，則恰能追上，也是兩者避免相撞的臨界條件；當(dāng)兩者到達(dá)同一位置時v減＞v勻，則有兩次相遇的機(jī)會．(3)勻速運動物體追及勻加速運動物體．當(dāng)兩者到達(dá)同一位置前，就有v加＝v勻，則不能追上；當(dāng)兩者到達(dá)同一位置時v加＝v勻，則只能一次相遇；當(dāng)兩者到達(dá)同一位置時v加＜v勻，則有兩次相遇的機(jī)會．3．“追及”問題常見的三種情況：4．分析“追及”和“相遇”問題應(yīng)注意的幾點(1)追和被追的兩物體的速度相等往往是兩物體間距離最大、最小、恰好追上或恰好追不上的臨界條件．(2)若被追趕的物體做勻減速運動，一定要注意追上之前該物體是否停止運動．(3)仔細(xì)審題，注意抓住題目中的關(guān)鍵字眼，充分挖掘題目中的隱含條件，如“剛好”“恰好”“最多”“至少”等，往往對應(yīng)一個臨界狀態(tài)，滿足相應(yīng)的臨界條件．5．解決“追及”和“相遇”問題的常用方法(1)數(shù)學(xué)分析法．(2)物理分析法．(3)圖象法．(4)巧選參考系等．4．分析“追及”和“相遇”問題應(yīng)注意的幾點一輛汽車在十字路口等候綠燈，當(dāng)綠燈亮?xí)r汽車以3m/s2的加速度從停車線啟動做勻加速運動，恰在這時一輛自行車以6m/s的速度勻速駛過停車線與汽車同方向行駛，求：(1)什么時候它們相距最遠(yuǎn)？最遠(yuǎn)距離是多少？(2)在什么地方汽車追上自行車？追到時汽車的速度是多大？解析：法一：物理分析法：(1)汽車開動后速度由零逐漸增大，而自行車速度是定值，當(dāng)汽車的速度還小于自行車速度時，兩者距離將越來越大，而一旦汽車速度達(dá)到自行車速度時，兩者距離將縮小，因此兩車速度相等時相距最大，設(shè)所用時間為t：一輛汽車在十字路口等候綠燈，當(dāng)綠勻變速直線運動與汽車行駛安全ppt課件勻變速直線運動與汽車行駛安全ppt課件法三：圖象法：(1)自行車和汽車v－t圖象如圖，由于圖線與橫坐標(biāo)軸所包圍的面積表示位移的大小，所以由圖上可以看出，在相遇之前，在t時刻兩車速度相等時，自行車的位移(矩形面積)與汽車的位移(三角形面積)之差最大，所以t＝2s，Δs＝s自－s汽＝v自t－at2＝6m(2)由圖線可看出：在t時刻以后，由v自與v汽線組成的三角形面積與陰影的三角形面積相等時，兩車位移相等，即相遇，所以由圖得相遇時，t'＝2t＝4s，v'＝2v自＝12m/s.答案：(1)2s6m(2)24m12m/s法三：圖象法：練習(xí)3．A、B兩車從同一地點出發(fā)朝同一方向行駛，其中A以10m/s的速度做勻速直線運動，且先出發(fā)2s，B車由靜止開始以a＝2m/s2的加速度運動，求：(1)B車追上A車以前，A、B兩車間的最大距離；(2)經(jīng)過多長時間B車追上A車？練習(xí)3．A、B兩車從同一地點出發(fā)朝同一方向行駛，其中A以10勻變速直線運動與汽車行駛安全ppt課件法二：(圖象法)(1)依題意作出兩物體的v－t圖如下圖所示(以A出發(fā)時為計時起點)．相距最大，為兩車速度相等時，即：10＝a(t－2)，得t＝7s時，AB相距最遠(yuǎn)；最遠(yuǎn)距離為圖中陰影部分面積，Δs＝(7＋2)/2×10m＝45m.法二：(圖象法)(2)B追上A即圖中B圖線與坐標(biāo)軸圍成的三角形面積與A圖線與坐標(biāo)軸圍成的長方形面積相等．即可求得相遇時間為：t＝5＋3s≈11.71s答案：(1)45m(2)11.71s(2)B追上A即圖中B圖線與坐標(biāo)軸圍成的三角形面積與A圖線與勻變速直線運動與汽車行駛安全ppt課件1．分析“追及”問題時要抓住“速度”的意義，v前>v后，兩物體間的距離變大，v前<v后，兩物體間距離減小，故當(dāng)v前＝v后時距離出現(xiàn)極值．2．兩物體恰能“追及”、“相遇”的臨界條件是：兩物體處在同一位置時，兩物體的速度恰好相同．3．同向運動的兩物體追上時，兩者運動的位移之差為開始時兩物體距離；相