2023-2024學(xué)年粵教版必修第一冊 第二章　第五節(jié)　勻變速直線運(yùn)動(dòng)與汽車安全行駛 課件（57張）

第五節(jié)勻變速直線運(yùn)動(dòng)與汽車安全行駛核心素養(yǎng)目標(biāo)物理觀念(1)知道什么是停車距離、剎車距離和反應(yīng)距離。(2)知道反應(yīng)時(shí)間內(nèi)汽車運(yùn)動(dòng)的規(guī)律?？茖W(xué)思維畫出汽車運(yùn)動(dòng)示意圖，分析汽車運(yùn)動(dòng)規(guī)律及安全行駛問題?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)解決汽車剎車問題和追及、相遇問題。CONTENTS目錄新知預(yù)覽·抓必備素養(yǎng)浸潤·提能力知能演練·重落實(shí)課時(shí)跟蹤檢測新知預(yù)覽·抓必備高效學(xué)習(xí)夯基固本1知識(shí)點(diǎn)一安全距離1．定義同車道、同向行駛的機(jī)動(dòng)車，后車與前車為安全行駛而保持的________。2．影響因素安全距離與行駛速度、天氣、路面情況有關(guān)，一般安全距離包含________和________兩部分。最小距離反應(yīng)距離剎車距離知識(shí)點(diǎn)二反應(yīng)時(shí)間1．定義：從司機(jī)意識(shí)到應(yīng)該停車至操作剎車的時(shí)間。2．平均大?。涸谕ǔＧ闆r下，駕駛者的反應(yīng)時(shí)間與其注意力集中程度、駕駛經(jīng)驗(yàn)和體力狀態(tài)有關(guān)。平均為0.4～1．5s，駕駛員酒后的反應(yīng)時(shí)間則可能會(huì)大大____。增加斑馬線禮讓行人是交通法規(guī)定的交通法規(guī)，汽車若觀察到有人經(jīng)過斑馬線，應(yīng)停車讓行。(1)安全距離由反應(yīng)距離和剎車距離組成。

()(2)汽車在反應(yīng)距離做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

()(3)汽車在剎車距離做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。

()(4)所有人的反應(yīng)時(shí)間都相同。

()(5)酒量大的人酒后反應(yīng)時(shí)間不會(huì)增加。

()(6)疲勞狀態(tài)下反應(yīng)時(shí)間會(huì)加長。

()√√√××√素養(yǎng)浸潤·提能力互動(dòng)探究重難突破2要點(diǎn)一剎車類問題在自然保護(hù)區(qū)平直公路上，一輛汽車以72km/h的速度行駛，突然司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方公路上有一只小鹿，于是立即剎車，剎車過程的加速度大小為4m/s2，經(jīng)過5s的時(shí)間停下。(1)剎車后汽車要運(yùn)動(dòng)多大距離才能停下？1．剎車類問題運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：物體做勻減速運(yùn)動(dòng)，速度變?yōu)?后立即停止運(yùn)動(dòng)，不會(huì)再反向加速。2．兩類勻減速直線運(yùn)動(dòng)兩類運(yùn)動(dòng)方法點(diǎn)撥剎車類(1)可看成反向的初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)。(2)先計(jì)算物體實(shí)際的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，然后根據(jù)所提問題的情況具體計(jì)算往返類(雙向可逆類)物體以某一加速度沿直線先做勻減速運(yùn)動(dòng)，速度變?yōu)?后又反向做加速度不變的加速運(yùn)動(dòng)。(1)對全程列式，注意s、v、a等矢量的正負(fù)號(hào)。(2)分段列式，先對勻減速階段求解，后對反向的勻加速階段求解【典例1】

飛機(jī)著陸做勻減速直線運(yùn)動(dòng)可獲得大小為a＝6m/s2的加速度，飛機(jī)著陸時(shí)的速度v0＝60m/s，求它著陸后t＝12s內(nèi)滑行的距離。解析設(shè)飛機(jī)從著陸到停止所需時(shí)間為t0，由速度公式vt＝v0－at0得t0＝10s。|規(guī)律方法|剎車類問題的處理思路(2)若所給時(shí)間t>t剎，不能盲目把時(shí)間代入；若所給時(shí)間t<t剎，則在t時(shí)間內(nèi)未停止運(yùn)動(dòng)，可用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解。

1．汽車以5m/s的速度在水平路面上勻速前進(jìn)，緊急制動(dòng)后以大小為2m/s2的加速度在粗糙水平面上滑行，則在制動(dòng)后，4s內(nèi)汽車通過的路程為(

)A．4m

B．36mC．6．25m

D．10m2．如圖所示，物體以一定的初速度沖上固定的光滑斜面，經(jīng)過時(shí)間t，與出發(fā)點(diǎn)(底端)的距離為l，此時(shí)速度減小為0，然后向下滑動(dòng)。已知物體向上滑動(dòng)和向下滑動(dòng)的加速度相同，求：(1)物體的初速度v0；(2)物體的速度大小為初速度大小的一半時(shí)經(jīng)過的時(shí)間和此時(shí)到出發(fā)點(diǎn)的距離。要點(diǎn)二汽車行駛安全問題1．反應(yīng)時(shí)間與反應(yīng)距離駕駛員從意識(shí)到應(yīng)該停車到做出相應(yīng)的剎車動(dòng)作的這段時(shí)間，稱為反應(yīng)時(shí)間。在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，汽車以原來的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，汽車所行駛的距離為反應(yīng)距離。2．剎車距離與停車距離(1)從制動(dòng)剎車開始，到汽車安全停下來，汽車做勻減速運(yùn)動(dòng)，所通過的距離為剎車距離。(2)反應(yīng)距離和剎車距離之和為停車距離。(3)剎車距離的大小取決于路面情況和汽車的運(yùn)動(dòng)速度。3．汽車安全行駛問題的解決方法(1)建立物理模型：在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，剎車時(shí)間內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。(2)根據(jù)題目給出的條件，畫出示意圖。(3)靈活運(yùn)用公式，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式多，推論多，解題時(shí)要靈活選擇，同時(shí)注意公式中v0、vt、a、s均為矢量，通常規(guī)定v0方向?yàn)檎较颉?4)借助v-t、s-t圖像分析汽車運(yùn)動(dòng)情況。【典例2】

為了安全，公路上行駛的汽車間應(yīng)保持必要的距離。某市規(guī)定，車輛在市區(qū)內(nèi)行駛的速度不得超過40km/h。有一輛車發(fā)現(xiàn)前面20m處發(fā)生交通事故緊急剎車，緊急剎車產(chǎn)生的最大加速度為5m/s2，反應(yīng)時(shí)間t＝0.6s。經(jīng)測量，路面剎車痕跡s＝14．4m。該汽車是否違章駕駛？是否會(huì)有安全問題？解析依據(jù)題意，可畫出運(yùn)動(dòng)示意圖。所以該汽車違章駕駛。在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)汽車勻速行駛的位移s1＝v0t＝12×0.6m＝7．2m，停車距離Δs＝s1＋s＝7．2m＋14．4m＝21．6m由于Δs>20m，所以該車存在安全問題，會(huì)發(fā)生交通事故。1．公路上行駛的汽車，從司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方異常情況到緊急剎車仍將前進(jìn)一段距離才能停下來，為了安全，這段距離內(nèi)不能有車輛和行人，因此把它稱為安全距離。通常情況下，人的反應(yīng)時(shí)間和汽車系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間之和為1s(這段時(shí)間汽車仍保持原速)，剎車時(shí)汽車的加速度為a＝5m/s2。若汽車以108km/h的速度行駛時(shí)，則其安全距離為(

)A．120mB．108mC．105m

D．90m2．(多選)曾經(jīng)，司機(jī)闖黃燈要扣6分，被稱為“史上最嚴(yán)交規(guī)”。某小轎車駕駛員看到綠燈開始閃時(shí)，經(jīng)短暫思考后開始剎車，小轎車在黃燈剛亮?xí)r恰停在停車線上，其v

-t圖像如圖所示。若綠燈開始閃爍時(shí)小轎車距停車線距離L＝10．5m，則(

)A．小轎車的剎車距離為8mB．小轎車剎車的加速度大小為2．4m/s2C．綠燈開始閃爍到黃燈剛亮的時(shí)間t0為3sD．綠燈開始閃爍到黃燈剛亮的時(shí)間t0為2．5s要點(diǎn)三追及、相遇問題1．明確兩類物理情景(1)追及問題的物理情景：同向運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體，開始兩者一前一后運(yùn)動(dòng)，二者間開始距離為0或有一段初始距離，后者追上前者前，二者距離可能經(jīng)歷先增大(v追<v被追時(shí))后減小(v追>v被追時(shí))或者一直減小(v追>v被追時(shí))的過程，后者追上前者瞬間，兩者處于同一位置且二者速度滿足v追≥v被追。(2)相遇問題的物理情景：兩個(gè)物體同一時(shí)刻到達(dá)同一位置即為相遇。相遇的兩種情景：①同向運(yùn)動(dòng)相遇(也稱追及相遇)：后者追上前者即相遇。②相向運(yùn)動(dòng)相遇：兩物體的位移大小之和等于兩物體間開始時(shí)的距離即相遇。2．把握“一個(gè)條件”和“兩個(gè)關(guān)系”(1)一個(gè)條件：速度相等是兩物體恰好追上或恰好追不上、距離最大或最小的臨界條件，也是解題的關(guān)鍵切入點(diǎn)。(2)兩個(gè)關(guān)系①時(shí)間關(guān)系：兩個(gè)物體是同時(shí)運(yùn)動(dòng)還是先后開始運(yùn)動(dòng)。②位移關(guān)系：兩個(gè)物體是同一地點(diǎn)出發(fā)還是有初始距離。結(jié)合題意通過畫示意圖找出兩物體之間的位移關(guān)系，往往是解題的關(guān)鍵?！镜淅?】

一輛汽車以3m/s2的加速度開始啟動(dòng)的瞬間，一輛以6m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)的自行車恰好從汽車的旁邊通過。(1)汽車在追上自行車前運(yùn)動(dòng)多長時(shí)間與自行車相距最遠(yuǎn)？此時(shí)的距離是多少？解析方法一：物理分析法汽車與自行車的速度相等時(shí)兩車相距最遠(yuǎn)，設(shè)此時(shí)經(jīng)過的時(shí)間為t1，汽車的速度為v1，兩車間的距離為Δs，則有v1＝at1＝v自方法二：圖像法自行車和汽車運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示，由圖可以看出，在相遇前，t1時(shí)刻兩車速度相等，兩車相距最遠(yuǎn)，此時(shí)的距離為陰影三角形的面積，由二次函數(shù)求極值的條件知t1＝2s時(shí)，Δs最大所以Δs＝6m。(2)汽車經(jīng)多長時(shí)間追上自行車？追上自行車時(shí)汽車的瞬時(shí)速度是多大？解析方法一：當(dāng)兩車位移相等時(shí)，汽車追上自行車，設(shè)此時(shí)經(jīng)過的時(shí)間為t2，汽車的瞬時(shí)速度為v2，則有v2＝at2＝3×4m/s＝12m/s。方法二：由題圖可以看出，在t1時(shí)刻之后，由圖線v自、v汽和t＝t2構(gòu)成的三角形的面積與標(biāo)有陰影的三角形面積相等時(shí)汽車與自行車的位移相等，即汽車與自行車相遇。由幾何關(guān)系知t2＝2t1＝4s，v2＝at2＝3×4m/s＝12m/s。|規(guī)律方法|解答追及、相遇問題的常用方法物理分析法抓住“兩物體能否同時(shí)到達(dá)同一位置”這一關(guān)鍵，認(rèn)真審題，挖掘題中的隱含條件，建立起一幅物體運(yùn)動(dòng)關(guān)系的情景，并畫出運(yùn)動(dòng)情景示意圖，找出位移關(guān)系圖像法將兩者的速度—時(shí)間圖像在同一坐標(biāo)系中畫出，然后利用圖像求解數(shù)學(xué)分析法設(shè)從開始至相遇時(shí)間為t，根據(jù)條件列方程，得到關(guān)于t的一元二次方程，用判別式進(jìn)行討論，若Δ>0，即有兩個(gè)解，說明可以相遇兩次；若Δ＝0，說明剛好追上或相遇；若Δ<0，說明追不上或不能相遇1．甲、乙兩車同時(shí)同地出發(fā)，在同一平直公路上行駛，其運(yùn)動(dòng)的s-t圖像如圖所示，其中乙車的s-t圖像為拋物線。則乙車追上甲車前兩車間的最大距離是(

)A．15m

B．20mC．25m

D．50m解析：將s-t圖像轉(zhuǎn)化為v-t圖像，如圖所示，5s末相遇，由“面積”相等知，2．5s末兩車共速。兩車共速時(shí)相距最遠(yuǎn)。所以最大距離等于陰影部分的面積，即為25m，故C正確。C

2．一步行者以6．0m/s的速度跑去追趕被紅燈阻停的公共汽車，在跑到距公共汽車25m處時(shí)，綠燈亮了，公共汽車以1．0m/s2的加速度勻加速啟動(dòng)前進(jìn)，則(

)A．人能追上公共汽車，追趕過程中人跑了36mB．人不能追上公共汽車，人、公共汽車最近距離為7mC．人能追上公共汽車，追上公共汽車前人共跑了43mD．人不能追上公共汽車，且公共汽車開動(dòng)后，人、公共汽車距離越來越遠(yuǎn)知能演練·重落實(shí)內(nèi)化知識(shí)鞏固技能31．汽車進(jìn)行剎車試驗(yàn)，若速度從8m/s勻減速到零所用的時(shí)間為1s，按規(guī)定速度為8m/s的汽車剎車后位移不得超過5．9m，那么上述剎車試驗(yàn)是否符合規(guī)定(

)A．位移為8m，符合規(guī)定B．位移為8m，不符合規(guī)定C．位移為4m，符合規(guī)定D．位移為4m，不符合規(guī)定2．一汽車在平直公路上以15m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)前方發(fā)生事故時(shí)以3m/s2的加速度緊急剎車，停在發(fā)生事故位置前，那么剎車過程中前2s內(nèi)的位移與最后2s的位移的比值為(

)A．4B．3C．2D．13．(多選)在水平公路上有甲、乙兩輛同向行駛的汽車，它們的v-t圖像分別如圖線a、b所示。在t＝5s時(shí)，兩車相遇。下列說法正確的是(

)A．甲車的加速度比乙車的加速度大B．在t＝0時(shí)刻，甲車在乙車的后面C．在5～10s內(nèi)，甲車在乙車的前面，且兩車的距離在增大D．在10～15s內(nèi)，兩車間的距離逐漸變大解析：根據(jù)v-t圖像的斜率表示加速度，a圖線斜率絕對值比b圖線的大，所以甲車的加速度比乙車的加速度大，故A正確；根據(jù)圖線與時(shí)間軸圍成的“面積”表示位移，知0～5s內(nèi)甲車通過的位移比乙車的大，而在t＝5s時(shí)，兩車相遇，所以在t＝0時(shí)刻，甲車在乙車的后面，故B正確；在t＝5s時(shí)，兩車相遇，在5～10s內(nèi)，甲車的速度比乙車的大，甲車在乙車的前面，兩車的距離在增大，故C正確；在10～15s內(nèi)，甲車在乙車的前面，甲車的速度比乙車的小，則兩車間的距離在變小，故D錯(cuò)誤。ABC

4．近年來，全國多地多次發(fā)生嚴(yán)重霧霾天氣，能見度不足100m。在這樣的惡劣天氣中，甲、乙兩汽車在一條平直的單行道上，乙在前、甲在后同向行駛。某時(shí)刻兩車司機(jī)同時(shí)聽到前方提示，同時(shí)開始剎車，結(jié)果兩輛車發(fā)生了碰撞。如圖所示的是兩輛車剎車后若不相撞的v-t圖像，由此可知(

)A．兩輛車剎車時(shí)相距的距離一定等于112．5mB．兩輛車剎車時(shí)相距的距離一定小于90mC．兩輛車一定是在剎車后的20s之內(nèi)的某時(shí)刻相撞的D．兩輛車一定是在剎車后的20s以后的某時(shí)刻相撞的課時(shí)跟蹤檢測41．在平直的公路上有甲、乙兩輛汽車，它們運(yùn)動(dòng)的位置—時(shí)間圖像如圖所示。在0～6s內(nèi)，根據(jù)圖像可以判斷的是(

)A．甲、乙運(yùn)動(dòng)的方向相同B．甲的速度在5s時(shí)大于乙的速度C．甲的速度始終小于乙的速度D．甲、乙會(huì)在2～4s之間的某時(shí)刻相距最遠(yuǎn)解析：由位置—時(shí)間圖像的斜率表示速度，可知甲、乙運(yùn)動(dòng)的方向相反，故A錯(cuò)誤；由題圖可知，甲圖線的斜率小于乙圖線斜率的絕對值，則甲的速度小于乙的速度，故B錯(cuò)誤，C正確；甲、乙在2～4s之間先靠近后遠(yuǎn)離，交點(diǎn)表示相遇，該時(shí)間間隔內(nèi)不存在相距最遠(yuǎn)的時(shí)刻，故D錯(cuò)誤。C

2．汽車在水面路面上剎車，其位移與時(shí)間的關(guān)系是s＝24t－6t2(m)，則它在前3s內(nèi)的位移是(

)A．12m

B．18mC．24m

D．30m3．如圖所示，甲、乙兩車沿著同一條平直公路同向行駛，甲車以20m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，乙車原來速度為8m/s，從距甲車80m處以大小為4m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，則乙車追上甲車的時(shí)間為(

)A．4sB．6sC．8s D．10s4．如圖所示，A、B兩物體相距s＝7m，物體A以vA＝4m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，而物體B此時(shí)的速度為vB＝10m/s，向右做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度

a＝

－2m/s2，那么物體A追上物體B所用的時(shí)間為(

)A．7s

B．8sC．9sD．10s5．一輛汽車正行駛在平直公路上，司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)前方出現(xiàn)事故馬上采取緊急剎車，汽車的剎車運(yùn)動(dòng)可認(rèn)為是勻減速直線運(yùn)動(dòng)，依次經(jīng)過a、b、c、d四點(diǎn)，最終停在d點(diǎn)。已知

ab＝bc＝3m，汽車通過ab段和bc段所用時(shí)間分別為0.5s和1s，則cd段距離為(

)A．0.125m

B．1mC．1．5m

D．3m6．甲、乙兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)分別在兩個(gè)并排直軌道上運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間的變化規(guī)律圖像分別如圖中a、b所示，圖線a是直線，圖線b是拋物線，則下列說法正確的是(

)A．0～t1時(shí)間內(nèi)，甲的平均速度小于乙的平均速度B．t2～t3時(shí)間內(nèi)某一時(shí)刻甲、乙的加速度相等C．0～t2時(shí)間內(nèi)，甲的加速度不斷減小，乙的加速度不斷增大D．

t3時(shí)刻，甲、乙一定相遇8．在平直公路上，一輛大客車正以初速度v0＝12m/s，加速度a＝2m/s2勻減速前行，另有一小汽車從靜止出發(fā)以a′＝1m/s2的加速度加速運(yùn)動(dòng)，問：(1)兩車同時(shí)同地同向出發(fā)，小汽車追上大客車前最遠(yuǎn)距離是多少？(2)小汽車在大客車正前方s0＝18m時(shí)，兩車可能相遇嗎？如果相遇，求出相遇時(shí)刻。如不能相遇，求出兩車相距最近距離。9．兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)A、B放在同一水平面上，由靜止開始從同一位置沿相同方向同時(shí)開始做直線運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示。對A、B運(yùn)動(dòng)情況的分析，下列結(jié)論正確的是(

)A．A、B加速時(shí)的加速度大小之比為2∶1，A、B減速時(shí)的加速度大小之比為1∶1B．在t＝3t0時(shí)刻，A、B相距最遠(yuǎn)C．在t＝5t0時(shí)刻，A、B相距最遠(yuǎn)D．在t＝6t0時(shí)刻，A、B相遇10．(多選)t＝0時(shí)