高一 粵教版 物理 第二單元《第五節(jié) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)與汽車安全行駛》課件

高一—粵教版—物理—第二單元

第五節(jié)

勻變速直線運(yùn)動(dòng)與汽車安全行駛(1)知道汽車行駛的反應(yīng)時(shí)間和剎車時(shí)間，能用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解反應(yīng)距離和剎車距離，培養(yǎng)運(yùn)用物理學(xué)規(guī)律解決實(shí)際問題的習(xí)慣。(2)能分析汽車行駛的實(shí)際問題，能綜合應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，解決汽車行駛的復(fù)雜問題，在對(duì)汽車行駛不同階段的分析、推斷中，培養(yǎng)綜合分析科學(xué)推理的思維習(xí)慣。教學(xué)目標(biāo)(3)通過汽車行駛安全問題與物理規(guī)律的關(guān)系探究，理解物理與生活、社會(huì)的關(guān)系(4)能通過計(jì)算推斷飲酒發(fā)生交通事故的危害，培養(yǎng)應(yīng)用物理學(xué)工具防止危害事故發(fā)生的習(xí)慣和責(zé)任，具有應(yīng)用科學(xué)保障社會(huì)安全的責(zé)任教學(xué)目標(biāo)課前引入根據(jù)我國道路交通管理的相關(guān)規(guī)定，同一車道行駛的機(jī)動(dòng)車，后車必須根據(jù)行駛速度、天氣和路面情況，與前車保持必要的安全距離。如圖所示為安全距離示意圖，該圖標(biāo)出了一般情況下汽車在不同行駛速度下所對(duì)應(yīng)的大致安全距離。課本P53頁

例題1:一輛汽車在高速公路上行駛的速度為108km/h。當(dāng)駕駛員發(fā)現(xiàn)前方80m處發(fā)生了交通事故時(shí)，馬上緊急剎車，并以7.5m/s2的恒定加速度減速行駛。該汽車行駛是否會(huì)出現(xiàn)安全問題?解：剎車后汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)其加速度為a，從剎車到停止運(yùn)動(dòng)通過的位移為s，選定汽車行駛的初速度方向?yàn)檎较?。依題意，汽車的初速度為即，末速度根據(jù)汽車由剎車到停車所經(jīng)歷的位移為由于前方距離有，汽車經(jīng)過就會(huì)停下。課本P53頁

例題2:在例題1中，我們沒有考慮到駕駛員的反應(yīng)時(shí)間，但在現(xiàn)實(shí)生活中，反應(yīng)時(shí)間是行車安全中不可忽略的一個(gè)因素。如果駕駛員看到交通事故時(shí)的反應(yīng)時(shí)間是0.5s，該汽車行駛是否會(huì)出現(xiàn)安全問題?解：在駕駛員剎車前，汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，位移為S1。剎車后汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，位移為S2現(xiàn)選定汽車行駛的初速度方向?yàn)檎较?。汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移為汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的位移解法同例題1，汽車停下的實(shí)際位移為由于前方距離有，所以不會(huì)發(fā)生安全問題。課本P53頁

例題3:一般人的剎車反應(yīng)時(shí)間為t0=0.5s，但飲酒會(huì)引起反應(yīng)時(shí)間延長。在某次試驗(yàn)中，一名志愿者少量飲酒后駕車以v0=72km/h的速度在試驗(yàn)場的水平路面上勻速行駛。從發(fā)現(xiàn)緊急情況到汽車停下，行駛距離為L=39m。減速過程中汽車位移s=25m，此過程可以視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)。求:(l)減速過程中汽車加速度的大小和所用時(shí)間。(2)飲酒使志愿者的反應(yīng)時(shí)間延長了多少?解:(l)依題意，汽車初速度，末速度設(shè)減速過程中加速度的大小為a，所用時(shí)間為t，通過的位移為s，選定汽車行駛的初速度方向?yàn)檎较?。有，，代入?shù)據(jù)得(2)設(shè)志愿者的反應(yīng)時(shí)間為t'，反應(yīng)時(shí)間的延長值為?t，則代入數(shù)據(jù)得反應(yīng)時(shí)間的延長值為若例題2中的駕駛員是酒后駕駛，是否會(huì)出現(xiàn)安全問題?

若駕駛員酒后駕駛，則反應(yīng)時(shí)間t'=0.7s，反應(yīng)距離：s1=v0t'=21m，得s1+s2=81m>80m，會(huì)出現(xiàn)安全問題！

由于飲酒會(huì)引起反應(yīng)時(shí)間延長，而在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，汽車仍以原來的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以司機(jī)的反應(yīng)遲緩，會(huì)導(dǎo)致汽車滑行的距離增長，增加了交通安全隱患。因此，《中華人民共和國道路交通安全法》明確規(guī)定:嚴(yán)禁酒后開車!

汽車制動(dòng)性能是影響汽車行駛安全的重要性能之一。許多交通事故都是由汽車制動(dòng)距離過長、緊急制動(dòng)時(shí)喪失方向穩(wěn)定性等因素造成的。汽車制動(dòng)的基本原理就是利用摩擦力消耗汽車的動(dòng)能，最終使汽車停下來。隨著科技的發(fā)展，各種各樣的制動(dòng)技術(shù)被應(yīng)用于汽車制造，以提高汽車的安全性能。

防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS，Anti-LockBrakingSystem)沒有裝配ABS的汽車在緊急制動(dòng)時(shí)，如果四個(gè)輪子被完全抱死，汽車將喪失轉(zhuǎn)向能力，汽車受到輕微的側(cè)向力(比如行駛在傾斜的路面或者壓到一塊小石頭)，就有可能發(fā)生側(cè)滑，甚至側(cè)翻。從被動(dòng)到主動(dòng)的汽車制動(dòng)

裝配了ABS的汽車在剎車時(shí)，ABS通過控制剎車油壓來控制汽車的制動(dòng)力，使車輪既受到制動(dòng)又不致抱死，直至汽車完全停下來。ABS能顯著改善汽車的制動(dòng)性能，有效保障駕駛員與乘客的安全。電子制動(dòng)力分配(EBD，ElectronicBrakeforceDistribution)EBD技術(shù)在本質(zhì)上是ABS的輔助功能。汽車制動(dòng)時(shí)，如果四個(gè)輪子附著地面的情況不同，其與地面的摩擦力也不同，汽車在制動(dòng)時(shí)就容易導(dǎo)致打滑、傾斜和側(cè)翻等。EBD的功能就是在汽車制動(dòng)的瞬間，探測(cè)四個(gè)輪子受到的地面摩擦力，然后調(diào)整制動(dòng)裝置，使汽車制動(dòng)力與其所受的地面摩擦力相匹配，以保證汽車剎車過程的平穩(wěn)與安全。從被動(dòng)到主動(dòng)的汽車制動(dòng)

電子穩(wěn)定程序（ESP，ElectronicstabilityProgram)ESP系統(tǒng)由傳感器、ECU（中央控制處理單元)和執(zhí)行器三大部分組成。在電腦實(shí)時(shí)監(jiān)控汽車行駛狀態(tài)的前提下，ESP對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)及制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行干預(yù)和調(diào)控。ESP最重要的特點(diǎn)就是它的主動(dòng)性。如果說ABS和EBD＋ABS是被動(dòng)地作出反應(yīng)，那么ESP就可以做到防患于未然。ABS、EBD和ESP等保障汽車安全行駛的技術(shù)與物理學(xué)息息相關(guān)，可以說，物理知識(shí)的運(yùn)用推動(dòng)了技術(shù)的不斷發(fā)展。從被動(dòng)到主動(dòng)的汽車制動(dòng)謝謝觀看高一—粵教版—物理—第二單元

勻變速直線運(yùn)動(dòng)與汽車安全行駛

答疑l."殲-l0"戰(zhàn)斗機(jī)著陸時(shí)的速度很大,可用阻力傘使它減速（如圖所示).假設(shè)一架"殲-l0"戰(zhàn)斗機(jī)在一條筆直的水平跑道上著陸,剛著陸時(shí)速度為l20m/s,在著陸的同時(shí)立即打開阻力傘.由于地面的摩擦作用,戰(zhàn)斗機(jī)的加速度為6m/s2.這條跑道至少要多長?解：在這道題中，飛機(jī)在跑道上的運(yùn)動(dòng)可視為勻減速直線運(yùn)動(dòng)，假定飛機(jī)著陸的初速度方向?yàn)檎较?根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與速度的關(guān)系

，我們可以求得

即這條跑道至少長1200m。2.按規(guī)定，卡車在市區(qū)行駛的速度不得超過40km/h。一輛卡車在緊急情況下剎車，測(cè)得卡車滑行過程中車輪在路面上擦過的筆直的痕跡長9m。從監(jiān)控資料上知道，該車急剎車后經(jīng)過l.5s停止。試判斷該車是否超速。解：在道路上發(fā)生安全事故時(shí)，現(xiàn)場通過剎車痕跡以及汽車的剎車時(shí)間就判斷汽車減速前的初始速度，因此剎車痕跡是交通警察還原事故真相、判斷事故責(zé)任方的重要依據(jù)，在本題中，卡車剎車后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，末速度為0，則有

，

，代入t=1.5s，s=9m可得v=12m/s=43.2km/h，因此該卡車超速。3.某高速公路邊的交通警示牌有如圖所示的標(biāo)記,表示車輛的瞬時(shí)速度不得超過l00km/h.若車輛駕駛員看到前車剎車后也相應(yīng)剎車的反應(yīng)時(shí)間是ls,假設(shè)車輛剎車的加速度相同,安全距離是保證兩車不相碰的距離的2倍,則車輛行駛在這條公路上的安全距離是多少米?解：要使兩車完全不相碰，當(dāng)后方車輛完全停止時(shí)，兩車的間距最小，又因?yàn)閮绍嚨募铀俣?/p>