(共26张PPT)
匀变速直线运动
与
汽车行驶安全
1.我国的汽车数量情况
2.车多带来交通事故
3.造成这种事故的原因？
超速驾驶
疲劳驾驶
酒后驾驶
违反交通规则
客员超载
4.能举出几条安全行车的法规
﹡保持一定的行车距离
﹡不可酒后驾车
﹡不可超速驾驶
﹡不可疲劳驾驶
﹡遵守交通规则
★讨论一：我们为什么要保持一定的车距？
例1 有一辆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？
分析：①汽车做匀减速直线运动
②初速度为108km/h=30m/s,t=4s
③题中还隐含一个条件：汽车停止后末 速度为0。
④题中“前方80m”并不是汽车停下来的实际位移，它只作为判断是否安全的依据。
解：选汽车初速度方向为正方向，其加速度为
a =（ – ）/t =[（0–30）/4 ]
= –7.5
汽车由刹车到停止所经过的位移为
S = t + 1/2
=[30×4 +1/2 ×（-7.5）×16]m =60m
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
讨论二：上题中，汽车刹车后经4s停下来，试问驾驶员发现事故到汽车停下来是否也是4s？
人对周围发生的事情，都需要一段时间来作出反应，从人发现情况到采取行动所经历的时间，称为反应时间。”
人在通常情况下的平均反应为0.5~1.5s。
驾驶员从发现事故到汽车停下来是4s？或大于4s？或小于4s？
请同学们构建从驾驶员发现事故到汽车停下来汽车运动的物理模型
例2 上题中驾驶员的反应时间是0.5s该汽车有安全问题吗？汽车在前后两个运动过程中的位移各是多少？请同学们计算一下
（答案：匀速直线运动位移 S =V t = （30×0.5）m =15 m 匀减速直线运动位移同上，为60m，汽车运动总位移为75m，所以依然没有安全问题。）
★讨论三：为什么不允许酒后开车？（服用某些感冒药后，或老年人，或处于疲劳状态下都不宜开车）
＊在通常情况下，驾驶者的反应时间与其注意力集中程度、驾驶经验和体力状态有关，平均约为0.5∽1.5s驾驶员酒后的反应时间则至少会增加2∽3倍 ，也就说反应会达到1.5~4s。
＊ 例3 若驾驶员酒后开车，反应时间为1.5s，上述汽车是否有安全问题？
解：匀速直线运动位移 S =V t =（30×1.5）m= 45m
匀减速直线运动位移60m，总位移105m>80m，汽车有安全问题。
＊注意：服用某些感冒药后，或老年人，或处于疲劳状态都会延长反应时间，所以都不宜开车。
讨论四：根据不同的道路或道路周边环境，对行驶车辆都有一个最高速度的限制，不允许超速
《驾驶员安全守则》
例4.假如驾驶员的行驶速度为120km/h,他的反应时间0.5s,经过4s时间停止下来，问这个时候汽车是否存在安全问题？
解：选汽车初速度方向为正方向，120km/h=100/3m/s,其加速读为
a =（ – ）/t =[（0–100/3）/4 ]
= –25/3
汽车由刹车到停止所经过的位移为
S = t + 1/2 =[100/3×4 +1/2 ×（-25/3）×16]m =200/3m
车的总位移S=200/3+100/3×0.5=250/3m>80m
所以车存在安全问题
课堂小结
这节课我们了解到行车安全的部分法规，而且知道了这些法规完全来自于运动学原理。在论证这些法规的过程中，我们应用了运动学的公式，明确了一般的解题程序。希望大家以后在生活多多运用我们学过的物理知识,真正做到学以致用!
关爱生命 注意安全!匀变速直线运动与汽车行驶安全 同步练习(二)
汽车以2m/s的加速度由 ( http: / / www.21cnjy.com )静止开始启动，则第5s末汽车的速度是__________m/s ，第5s内汽车的平均速度是__________m/s ，第5s内汽车的位移是___________m
某物体作匀加速直线运动，加速度是2，就是说
A．1s末的速度是2 m/s B任意1s内的末速度是初速度的2倍
C．物体的速度变化是2m/s D任意1s内的末速度比初速度增大2m/s
一辆做匀速直线运动的汽车 ( http: / / www.21cnjy.com )，在5s内通过相距50m的两电线杆A、B，汽车经过B杆后改做匀加速直线运动，到达另一电线杆C时速度达到15m/s，如果B、C也相距50m，则汽车的加速度是______________m/s2
一列火车从静止开始做匀加速直线运动， ( http: / / www.21cnjy.com )某观察者站在第一节车厢两端，他测得第一节车厢通过他历时10s，全部通过他历时30s，设每节车厢长度相等，则这列火车的总节数为_______节。
一质点做直线运动，t=t0时,s>0,v>0a>0,此后a逐渐减少，则 （ ）
A．速度变化越来越慢 B 速度逐渐变少
C．位移继续增大 D。位移、速度始终为正值
6.在平直公路上，自行车与同方向行驶的 ( http: / / www.21cnjy.com )一辆汽车同时经过某一个路标，它们的位移随时间的变化规律为，汽车s=10t–t2/4 ,自行车:s=6t则 （ ）
汽车做匀减速直线运动，自行车做匀速直线运动
不能确定汽车、自行车做何运动
经过路标后较小时间内自行车在前，汽车在后
自行车追上汽车距路标90m
在平直公路上行驶的汽车,刹车后速度随时间 ( http: / / www.21cnjy.com )变化规律为v=(8-0.4t)m/s.由此可知,汽车匀速行驶时的速度v0=__________m/s,刹车时的加速度a=__________m/s2,从刹车到停止运动需________s时间.
骑自行车的人以5m/s初速度匀减速地上坡,加速度大小是0.4m/s2,斜坡长30m,则骑车人通过斜坡需要__________s
一辆汽车以72km/h行驶，现因故紧急刹车并最终停止运动。刹车过程加速度大小为5m/s2,则从开始刹车经过5s汽车通过的距离为＿＿m。
一辆汽车以初速度v0、加速度a做匀减速 ( http: / / www.21cnjy.com )运动，追赶在它前面且相距L的货车，货车与汽车的运动方向相同，而以速度v做匀速运动(v ＜v0＝。试问汽车能够追上货车的条件是什么？若汽车不能追上货车，两车间的最小距离为多少？
.
火车以36km/h速度行驶,因故中途停车,停 ( http: / / www.21cnjy.com )留1min.己知刹车时加速度大小为0.5m/s,启动时加速度为0.4m/s2 ,求火车因此延误的时间.
11..高速公路上随处有路牌提 ( http: / / www.21cnjy.com )醒司机保持合理车距.试按以下数据估算这个车距应有多大:小汽车以120km/h速度在高速公路上行驶,前方汽车因故障停在路中,司机从发觉情况产生反应立即刹车花去0.6s时间,紧急刹车之后,汽车向前纯粹做滑动的加速度为0.6m/s2,这个运动可看做是匀减速运动.求:小汽车离前方汽车至少多远才不致撞车？
12.一辆汽车在十字路口等候绿灯，当绿灯亮时汽车以3m/s的加速度开始行驶，恰在这时一辆自行车以6m/s的速度匀速驶来。试求：
(1)汽车从路口开动后，在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远？此时距离是多少？
(2)什么时候汽车追上自行车，此时汽车的速度是多少？
答案：
1、10，9，9 2、D 3、1.25 4、9 5、 ACD 6 AD
7、10 8、40 9、略 10、略 11、略 12、略匀变速直线运动与汽车行使安全-教学参考
合作与讨论
驾驶员的反应时间是影响行车安全的重要因素 ( http: / / www.21cnjy.com )之一．所谓反应时间是指信息传达至驾驶员后到驾驶员根据信息作出有效反应动作的时间间隔．反应时间的长短与个人的年龄、健康状态、是否受过专门训练等诸多因素有关．你能设计出测量自己反应时间的方法吗？
我的思路：方法很多，比如利用自由落体运动等．
思想分析
本节是匀变速直线运动规律在实际生活中的应用．
本节教学前可以布置学生查阅收集有关汽车行驶安全的资料，以备课堂讨论交流时使用．
教学中注意，本节只是在运动学层面上说明问题，不要牵涉到力和加速度的关系，实际上行车安全问题要到学习完动力学后才能完全理解．
本节可以补充一些车辆追击的问题．
注意将所学规律运用到生活中去处理实际问题，抓住主要因素，忽略次要因素，将实际生活中的复杂问题简单化．
汽车行驶间距与安全
行驶间距是司机安全行车 ( http: / / www.21cnjy.com )的保证．后车与前车到底保持多少距离为好，《交通规则》中都有明文规定．但是，汽车行驶的运行条件、车辆的技术状态、装载情况、行驶速度以及驾驶员的精力集中程度等都是很复杂的．
1．具体的情况应具体对待，不同车速应保持不同的行驶间距．例如20km时速，应留车距20m；30km时速，应留车距30m；依此类推．
2．如遇浓雾、雨、雪、风沙等天气情况或弯道等，这时行驶间距就应更加大，避免撞车．
3．在潮湿泥泞或冰雪的道路上，附着系数大大下降，行驶车的间距要增加1.5～2倍．
4．汽车重载或有挂车的行驶间距应加大．
5．车辆在行驶过程中禁止追咬前车车尾（特别是超车时）；禁止无故紧急制动；制动不灵或制动灯不亮的车辆，必须及时修复．
ABS、TCS、VDC等汽车行驶主动安全技术
技术概述：
防抱死制系统（Ant ( http: / / www.21cnjy.com )i—Lock Braking System简称ABS）是一种防止制动过程车轮抱死的汽车主动安全装置．ABS系统在制动过程中通过传感器感知车轮与路面的滑移，由电控单元作出判断，并通过电磁阀组成的制动器，调整制动力的大小，使轮胎滑移率保持在一个理想的范围，来保证车辆制动时有较大的纵向制动和抗侧向外力的能力，防止可能发生的后轮侧滑，甩尾，前轮跑偏，提高汽车在制动过程中的方向稳定和转向操纵的能力，并能提高附着系数利用率，缩短制动距离，减少轮胎磨损．
牵引力控制系统（Traction ( http: / / www.21cnjy.com )Control System简称TCS）是ABS基础上的扩展．当汽车在恶劣路面行驶时，通过控制发动机扭矩、驱动轮制动力矩、差速器锁死等，控制车轮上的驱动力，防止车轮打滑，取得最好的驱动牵引效果．
车辆行驶动力学调整系统（Vehic ( http: / / www.21cnjy.com )le Dynamic Control简称VDC，德国BOSCH公司又称之为Electronic Stability Program简称ESP），是在ABS和TCS的基础上，增加汽车转向行驶时横向摆动的角速度传感器，通过ECU控制内外、前后车轮的驱动力和制动力，确保汽车行驶的横向动力学稳定状态．VDC的开发成功使所有的工作状态下都能对驾驶员提供主动有效的行驶安全保证．
规律总结
利用匀变速直线运动规律处理实际问题实际就是对公式的变形应用．
在处理司机刹车问题时，注意反应，时间．汽车的运动实际是先经过一段匀速直线运动，后做匀减速直线运动．
在处理追赶和相遇问题时，注意抓 ( http: / / www.21cnjy.com )住运动的位移关系、速度关系（速度相等时，间距最大或最小）及时间关系（同时出发，时间相同；先后出发，存在时间差）．
主要公式（在前节有述，略）匀变速直线运动与汽车行使安全-例题思考
探究驾驶员驾车相撞问题，要注意：
①两车不相撞条件是位移相等时，后车速度应小于或等于前车速度．
②要考虑在司机反应时间内的汽车位移．
【例1】高速公路给人们出行带来了方便 ( http: / / www.21cnjy.com )，但是因为在高速公路上行驶的车辆速度大，雾天往往出现十几辆车追尾连续相撞的事故，因此大雾天要关闭高速公路．如果汽车在高速公路上正常行驶的速度为120km/h，汽车刹车产生的最大加速度为8m/s2．某天有薄雾，能见度约为40m，为安全行驶，避免追尾连续相撞，汽车行驶速度应作何限制？（设司机反应时间为0.6s）
思路：可以要求车在40m的位移内速度减为零，或者要求在速度减为零的时间内前进的位移不超过40m．反应时间内车仍是匀速行驶的．
解析：正常行驶速率：v0＝120km/h＝m/s＝33.3m/s
设限制时速为，则：0.6＋≤40（a＝－8m/s2）
解得：≤21m/s＝75.6km/h．
【例2】一辆轿车违章超车，以108km ( http: / / www.21cnjy.com )/h的速度驶入左侧逆行道时，猛然 发现前方80m处一辆卡车正以72km/h的速度迎面驶来，两车司机同时刹车，刹车加速度大小都是10m/s2，两司机的反应时间（即司机发现险情到实施刹车所经历的时间）都是△t．试问△t是何数值，才能保证两车不相撞？
思路：两车减速到零时，走过的路程之和不应超过80m．
解析：假设反应时间为△t时两车恰不相撞，两车的初速度分别为v1、v2．
即v1＝108km/h＝30m/s；v2＝72km/h＝20m/s
由vt2－v02＝2as得：（v1＋v2）×△t＋＋＝s
代入数值得：（30＋20）△t＋＋＝80
解得△t＝0.3s．所以要求反应时间应小于0.3s．
我们可以将百米赛跑的过程近似地看成由 ( http: / / www.21cnjy.com )两段运动组成：先是匀加速直线运动，后是匀速直线运动．如果某同学在校运动会上百米赛跑的成绩为10.80s，他在匀速运动阶段的速度为10.5m/s．尝试据此设计出他比赛过程中的速度变化模型，并计算出他的加速度．
解析：设其加速度为a，匀加速时间为t1，匀速时间为（10.80－t1），
10.5＝at1 ( http: / / www.21cnjy.com ) ①
100＝at12＋10.5（10.8－t1） ②
由①②解得：t1＝2.55s，a＝4.12m/s2．
点评：要善于用学过的物理原理分析我们熟知的现象，培养自己建立模型的能力．匀变速直线运动与汽车行使安全-练习与解析
1．飞机起飞时相对静止空气的速度为60m ( http: / / www.21cnjy.com )/s，航空母舰以20m/s的速度向东航行，停在航空母舰上的飞机也向东起飞，飞机的加速度为4m/s2．则飞机起飞时间为多少？跑道至少要多长？
答案：10s 200m
解析：由vt＝v0＋at得：
t＝＝s＝10s
跑道长：l＝（v0t＋at2）－v0t＝at2＝×4×102m＝200m
2．驾驶手册规定具有良好刹车性能 ( http: / / www.21cnjy.com )的汽车在以80m/s的速率行驶时，可以在56m的距离内被刹住；在以48m/s的速率行驶时，可以在24m的距离内被刹住．假设对这两种速率，驾驶员所允许的反应时间与刹车的加速度都相同，则允许驾驶员的反应时间约为多少？
答案：0.2s
解析：设反应时间为t，则：
56＝80t＋ ①
24＝48t＋ ②
由①②得：
t＝0.2s．
3．一列火车进站前先关闭气阀，让车 ( http: / / www.21cnjy.com )减速滑行．滑行了300m时速度减为关闭气阀时的一半，此后又继续滑行了20s停在车站．设火车在滑行过程中加速度始终维持不变，试求：
（1）从火车关闭气阀到停止滑行时，滑行的总位移；
（2）火车滑行的加速度；
（3）火车关闭气阀时的速度．
答案：（1）400m（2）－0.5m/s2（3）20m/s
解析：设火车关闭气阀时速度为v0，加速度大小为a，总位移为s．则由题意有：（1）（）2－v02＝2a×300
（2）0＝＋a×20
（3）2a（s—300）＝0－（）2
解之得：s＝400m，a＝－0.5m/s2，v0＝20m/s．
4．一小汽车从静止开始以3m/s2的加速度行驶，恰有一自行车以6m/s的速度从车边匀速驶过，求：
（1）汽车从开始启动后在追上自行车之前经多少时间后两者相距最远？此时距离是多少？
（2）什么时候追上自行车，此时汽车的速度是多少？
答案：（1）2s 6m（2）12m/s
解析：（1）汽车启动后速度逐渐增大， ( http: / / www.21cnjy.com )自行车的速度是定值，当汽车的速度还小于自行车的速度时两者距离还要加大，到两者速度相等，两车之间的距离最大
＝at＝，t＝/a＝2s
所以△＝t－at2＝6×2－×3×22m＝6m．
（2）汽车追上自行车，两车位移相等
＝at2 代入数值 ＝4s
所以＝a＝3×4m/s＝12m/s．
5．汽车以10m/s的速度前进 ( http: / / www.21cnjy.com )时，突然发现前方30m远处一辆自行车正以4m/s的速度同向匀速前进，汽车随即刹车，为保证汽车不碰到自行车，试求汽车刹车的最小加速度．
答案：0.6m/s2
解析：为保证不碰到自行车，在两车相遇时，要求两车速度相等．
设刹车加速度大小为a，则：
10－at＝4 t＝ 10t－at2＝30＋4t
解得：a＝0.6m/s2．
6．一列车厢以速度v1沿直轨道匀 ( http: / / www.21cnjy.com )速前进，火车头在列车前方s远处以速度v2（v2＜v1）与列车同向匀加速行驶，当火车头的加速度为多大时，火车头和列车刚好对接成功．
答案：a＝
解析：火车头与列车对接是指它们相接 ( http: / / www.21cnjy.com )时的速度刚好相等，也就是火车头加速运动，速度由v2到v1，它行进的距离加上s等于列车在这段时间行进的距离，则：v1＝v2＋at ①
v1t＝v2t＋at2＋s ②
解之得：a＝．
7．某市规定，卡车在市区 ( http: / / www.21cnjy.com )内行驶速度不得超过40km/h．现有一辆卡车在市区路面紧急刹车后，经1.5s停止，量得刹车痕迹长s＝9m．问该车是否违章？假定卡车刹车后做匀减速运动，可知其行驶速度达到多少？
答案：违章40km/h
解析：利用平均速度求解最简单．
＝，v＝＝m/s＝12m/s＝43.2km/h＞40km/h
可知此车超速．匀变速直线运动与汽车行驶安全 同步练习(一)
1.汽车关闭发动机后前进60m过程中，速度由7m/s减到5m/s再滑行10s，则汽车前进了（ ）
A．60m B 40m C 70m D 80m
2.物体从静止开始做匀变速直线运动，测得第ns内的位移为S则物体的加速度为（ ）
A．n2/2s B 2s/n2 C 2S/(2n-1) D 2S/(2n+1)
3.A、B、C三点在同一直线上，一个物 ( http: / / www.21cnjy.com )体自A点从静止开始做匀加速直线运动，经过B点的速度为V，到C点的速度为2V，则AB与BC两段距离之比是 （ ）
A 1：4 B 1：3 C 1：2 D 1：1
4.甲、乙两汽车，速度相等，制动后做匀减速直线运动，甲在3s内前进了18m停止，乙在制动后1.5s停止，则乙前进的距离为 （ ）
A．9m B 18m C 36m D 72m
5.汽车正常行驶时的停车距离应该包括_____________和__________之和，汽车之间的距离大于这一距离行驶，属于安全行驶距离
6.在通常情况下，驾驶员的反应时间 ( http: / / www.21cnjy.com )与其___________,____________和___________有关，平均约为_________ ，驾驶员酒后的反应时间则至少增加____________倍。
7.列车关闭发动机后做匀减速直线运动，当它滑行300m时速度减为一半，则列车关闭发发动机后滑行的总路程为：（ ）
A 400m B 500m C 600m D 650m
8.两辆汽车在同一水平直路上行驶 ( http: / / www.21cnjy.com )，它们的速度v1：v2=2：1，当两车急刹车后，两车的加速度之比为a1：a2=1：1，甲车滑行的最大距离为s1，乙车滑行的最大距离为s2，则下列说法正确是：（ ）
A s1：s2 =1：2 B s1：s2 = 1：1 C s1：s2 =2：1 D s1：s2 =4：1
9.某市规定，车辆在市区捏行驶的速 ( http: / / www.21cnjy.com )度不得超过44km/h，有一辆车遇到情况紧急刹车后，经1.5s停止，量得路面刹车的痕迹长为9m，问此车是否违章？
10以10m/s的速度匀速行驶的汽车，刹车后做匀减速直线运动，若刹车后第2s内的位移为6.25m，则刹车后6s内汽车的位移是多大？
11.甲、乙两车同时同地向同一方向运动，其中，甲以10m/s的速度匀速行驶，乙以2m/s2的加速度又静止启动，求
经过多少时间乙车追上甲车？此时两车的速度有何关系？
追上前经过多少时间两车相距最远？两车速度有何关系？
12.列车以72km/h的速度行驶， ( http: / / www.21cnjy.com )司机突然发现同一平知铁路上前方500m处，一货车以36km/h的速度同向行驶，为了避免撞车，列车司机立刻刹车，求列车刹车时加速度的最小值。
答案：
1、BC 2、C 3、BC 4、A 5、反应距离 停车距离
6、注意力集中程度 驾驶经验 体力状态 0.5-1.5 2-3
7、A 8、D 9、略 10、略 11、略 12略
