2.5 匀变速直线运动与汽车行驶安全—【新教材】粤教版（2019）高一物理必修一课件（ 36 张PPT）

第五节 匀变速直线运动 汽车行驶安全
我国汽车保有量达8500万辆 居全球第二
日益严重的汽车尾气污染
美丽的“首堵”
车多，祸事也多
事故
原因
无证
驾驶
超速
行驶
疏忽
大意
措施
不当
酒后
开车
疲劳
驾驶
违章
穿行
死亡
人数
20673
19741
15993
15234
12157
12052
13150
百分
比
18.96
18.11
14.67
13.98
11.15
11.06
12.06
2007年全国道路交通事故成因
车祸猛于虎！
你能举出几条安全行车的法规吗？
﹡不可酒后驾车
﹡不可疲劳驾驶
﹡不可超速驾驶
﹡保持一定的行车距离
﹡不可超载
思考
★讨论一：我们为什么不可酒后驾车？
汽车在高速公路上行驶的速度为108km/h，
若驾驶员发现前方80m处发生了交通事故，
马上紧急刹车，汽车以恒定的加速度经过4s
才停下来，问汽车是否会有安全问题？
案例1
解题思路
汽车刹车后做匀减速直线运动，若汽车刹车停下来所发生的位移小于80m，则汽车不会有安全问题。
汽车在高速公路上行驶的速度为108km/h，
若驾驶员发现前方80m处发生了交通事故，
马上紧急刹车，汽车以恒定的加速度经过4s
才停下来，问汽车是否会有安全问题？
解：选汽车初速度方向为正方向,108km/h=30m/s
其加速度为:
汽车由刹车到停止所经过的位移为
由于前方距离有80m汽车经过60m就已停下来，所以不会有安全问题。
讨论与交流
案例1
？
上道例题中
驾驶员:
发现情况 与
采取刹车动作是同时进行的 .
但： 实际情况中，能做到两者同时进行吗？
从人发现情况到采取相应措施的时间。
发现情况
采取措施
反应时间
驾驶员刹车反应时间:0.5～1.5 s
“飞人”刘翔起跑反应时间为0.139s
汽车在高速公路上行驶的速度为108km/h，若驾驶员发现前方80m处发生了交通事故，经过0.5s的反应时间才开始刹车，汽车以恒定的加速度经过4s才停下来，问汽车是否会有安全问题？
案例2
分析：
A
B
C
发现情况
开始刹车
汽车停下
匀速直线运动
匀减速直线运动
反应时间 +刹车时间 =停车时间
反应距离 +刹车距离 =停车距离
15m +60m =75m
V(m/s)
t
30
0.5
4.5
分析过程：
我们采用v—t 图像分析讨论。
如图学生的讨论形成两种求解
方法1 ：把刹车分成二个过程：匀速、匀减速
S = s匀 + s减 = 30×0.5
＋ = 75m
方法2：利用梯形“面积”求解：
s = 75 m < 80 m 没有安全问题。较好解决问题。
安全距离：汽车在紧急刹车后要向前滑行一段距离后才能停止，为了保证行车安全，车与车之间必须保持一段距离，这段距离称之为安全距离。
安全距离与停车距离
停车距离:驾驶员从发现情况到汽车完全停止下来所通过的距离.
S停=S反+S刹
安全距离与停车距离的关系：
★ 发现情况 开始刹车之间的时间间隔。
★ 大小: 一般: 0.5 ～ 1.5 s
酒后: 增加 2 ～ 3 倍
驾驶员的反应时间
切勿：
★酒后驾车

★疲劳驾驶
★ 饮酒以后，服用某些感冒药后，
处于疲劳状态下以及老年人，都不宜开车
如果该名驾驶员是酒后驾车，结果会怎么样？
讨论与交流
分析：
A
B
C
发现情况
开始刹车
汽车停下
匀速直线运动
匀减速直线运动
反应时间 + 刹车时间 = 停车时间
反应距离 + 刹车距离 = 停车距离
若酒后反应时间增加一倍
30m +60m =90m
分析过程：
我们采用v—t 图像分析讨论。
如图学生的讨论形成两种求解
方法1 ：把刹车分成二个过程：匀速、匀减速
S = s匀 + s减 = 30×1.0
＋ = 90m
方法2：利用梯形“面积”求解：
s = 90 m> 80 m 有安全问题。
V(m/s)
t
30
1.0
5.0
小结
1、对于汽车碰撞固定不动的物体：
由 判断
停车距离<安全距离
2、不考虑反应时间：
3、考虑反应时间：
《驾驶员守则》安全距离图
《驾驶员守则》安全距离图
《驾驶员守则》安全距离图
★请勿超速行驶
讨论三：为什么不允许超速行驶？
车速km/h
反应距离m
刹车距离m
停车距离m
40


60


80

结论：车速越大停车距离越大，所以行车不要超速行驶。
10
10
20
15
20
35
20
40
60
十次车祸，九次快！
观察课本图2-4-1,填写下表:
现在同一平直公路上，有甲、乙两车，甲车在后，乙车在前，两车相距50m
问题1：甲车以20m/s的速度匀速，乙车以20m/s速度匀 速，则两车的间距： ；
问题2 ：甲车以20m/s的速度匀速，乙车以10m/s速度匀速，则两车的间距： ；
问题3 ：甲车以20m/s的速度匀速，乙车以40m/s速度匀速，则两车的间距： ；
不变
增大
减少
甲车
乙车
学以致用——用物理规律解决汽车行驶安全问题
案例3
问题4：甲车以20m/s的初速度做加速度大小为 2m/s2的匀减速直线运动，乙车以10m/s的速度匀速，则两车的间距：
乙车
甲车
解：设经时间t甲乙两车速度相同。
0～5s
5s～
t=5s
两车间距减小
两车间距最小
两车间距增大
先减小后增大；
问题5：甲车从静止开始做加速度为10m/s2的匀加速直线运动，乙车以20m/s的速度匀速，则两车的距： ；
甲车
乙车
解：设经时间t甲乙两车速度相同。
0～2s
2s～
t=2s
两车间距减小
两车间距最大
两车间距增大
先增大后减小
案例4
甲车以20m/s的速度在平直公路上运动，发现前方40m处有乙车以10m/s的速度同方向匀速行驶，便立即刹车，加速度大小为2m/s2，问：甲乙两车是否会相撞？
甲车
乙车
（1）若甲车的速度降至与乙车的速度相等时，甲车仍未追上乙车，
匀减速
匀速
分析：
甲乙两车的间距逐渐减小，关于是否相撞,可分为以下三种情况：
（2）若甲车的速度降至与乙车速度相等时，甲车恰好追上乙车，
(3）若甲车的速度降至与乙车速度相等时，甲车已超过乙车（这里假设两车在不同车道上），
则甲乙两车将不会相撞。
则甲乙两车恰好相撞或恰好没有相撞。（临界情况）
则二车在同车道上必相撞
案例4
解：设经时间t甲乙两车速度相同
5s内甲车的位移为：
乙车
甲车
甲车
乙车
5s内甲车的位移为：
L=40m
∴甲乙两车不会相撞
L=40m
案例4
学以致用——用物理规律解决汽车行驶安全问题
解：设经时间t甲乙两车相撞。
相撞时甲乙两车处于同一位置
化简得：
∵该方程无正数解，∴假设不正确所以两车不会相撞。
方法2
交通安全宣传
《中华人民共和国道路交通安全法规》
第二节 机动车通行规定
第四十三条：同车道行驶的机动车，后车应当与前车保持足以采取紧急制动措施的安全距离。
学以致用——用物理规律解决汽车行驶安全问题
案例5
一辆红色出租车10m/s的速度闯红灯，停在路口的警车发现后便以5m/s2的加速度追赶，问：（1）追上前两车何时相距最远，最远距离是多少？（2）何时警车追上出租车，此时警车速度是多少？
分析：
（1）两车速度相等时，两车间距最大。可先求经多长时间两车速度相等，再分别求出这段时间内两车的位移，两位移的差即为两车的间距
（2）警车追上出租车时，两车处在同一位置，位移相等。据此可求出时间，然后再求出警车的速度。
解：（1）设经时间t两车速度相等。此时两车间距最大
2s内警车的位移
2s内出租车的位移
所以两车的距离为
警车： 匀加速直线运动
出租车：匀速直线运动
（2）设经时间t警车追上出租车，此时两车位移相等
解得：
此时警车的速度为
警车： 匀加速直线运动
出租车：匀速直线运动
案例5
解：（1）设经时间t两车间的距离
∴当t=2s时
（2）警车追上出租车时，
此时警车的速度为
警车： 匀加速直线运动
出租车：匀速直线运动
解法2
谢谢