2.5 匀变速直线运动与汽车安全行驶 课时训练（含解析）2024-2025学年高一上学期物理粤教版（2019）必修第一册

第二章　第五节　匀变速直线运动与汽车安全行驶
基础对点练
考点1　汽车行驶安全问题
1．一汽车在平直公路上以15 m/s的速度做匀速直线运动，当发现前方发生事故时以3 m/s2 的加速度紧急刹车，恰好停在发生事故的位置前，那么刹车过程中前2 s内的位移与最后2 s的位移的比值为(　　)
A．4 B．3
C． D．
2．一火车司机发现前方有一障碍物而紧急刹车，刹车时的速度为12 m/s，刹车过程可视为匀减速直线运动．已知火车在最后1 s内的位移是3 m，则火车在刹车过程中通过的位移为(　　)
A．8 m B．10 m
C．12 m D．14 m
3．人车齐礼让，道路更通畅．如图所示，汽车以15 m/s的速度匀速直线行驶即将通过路口，有行人正在通过人行横道，此时汽车的车头距离停车线37.5 m，驾驶员由于接打电话，经一段反应时间后汽车紧急刹车，该车减速时的加速度大小为5 m/s2，结果汽车停下时车头恰好在停车线处，求：
(1)汽车从紧急刹车减速到停下的位移大小；
(2)汽车行驶37.5 m的时间．
4．安全距离含反应距离和刹车距离，下表为某汽车在一平直道路上测试时的一组数据，已知试驾员的反应时间为定值．
车速v/ (km·h-1) 反应距 离s1/m 刹车距 离s2/m 安全距 离s/m
36 6 10 16
(1)求试驾员的反应时间及该汽车刹车时的加速度大小；
(2)该汽车以108 km/h的速度在某段平直高速公路上行驶，试驾员突然发现正前方50 m处有辆货车正在慢速运行，马上采取刹车措施．已知此时货车的速度为36 km/h，路面状况与测试时的路面相同，请通过计算说明该汽车是否会发生安全事故？
考点2　追及、相遇问题
5．(多选)有四个运动的物体A、B、C、D，物体A、B运动的s-t图像如图甲所示．物体C、D从同一地点沿同一方向运动的v-t图像如图乙所示．以下根据图像作出的判断正确的是(　　)
A．物体A和B均做匀速直线运动且A的速度比B更大
B．在0～3 s的时间内，物体B运动的位移为10 m
C．t＝3 s时，物体C追上物体D
D．t＝3 s时，物体C与物体D之间有最大间距
综合提升练
6．“辅助驾驶”可以在司机驾驶车辆的过程中提供辅助支持，使司机更轻松、更安全地驾驶车辆行驶在道路上．汽车车头装有一个激光雷达，可以探测前方的车辆和行人．若某汽车在某路段速度大小为30 m/s，刹车时的最大加速度为4.5 m/s2.(不计激光传播时间)
(1)辅助驾驶系统启动，为了不撞上前方的车辆或行人，求激光雷达的探测范围至少为多少米？
(2)若该汽车正前方有另一辆汽车沿同一方向以16.5 m/s的速度匀速直线行驶，某时刻两车相距30 m，为避免相撞，该车辅助驾驶系统启动，并以最大加速度刹车，求两车间的最小距离．
7．据统计，开车时看手机发生事故的概率是安全驾驶的23倍．如图所示，一辆小轿车以108 km/h的速度在高速公路上行驶时，前方100 m处道路有障碍物，该司机因用手机抢红包盲开40 m后才发现危险，司机的反应时间为0.5 s，刹车的最大加速度为7.5 m/s2.求：
(1)司机刹车时，车离障碍物处的距离．
(2)若要速度减为零，汽车还要行使的距离．
(3)请说明是否会发生交通事故．
答案解析
1、【答案】A　【解析】汽车从开始刹车到停止的时间t0＝＝ s＝5 s，刹车过程中前2 s的位移x1＝v0t1＋at＝15×2 m＋×(－3)×22 m＝24 m；反向看成是初速度为零的匀加速直线运动，最后2 s的位移为反向的前2 s的位移，则x2＝at＝×3×22 m＝6 m．刹车过程中前2 s内的位移与最后2 s的位移的比值为＝＝4.故选A.
2、【答案】C　【解析】火车刹车的加速度a＝＝ m/s2＝6 m/s2，则刹车的位移x＝＝ m＝12 m．故选C.
3、解：(1)汽车从紧急刹车减速到停下的位移大小为
x＝＝ m＝22.5 m.
(2)汽车在驾驶员反应时间内匀速行驶的时间为t1＝＝ s＝1 s，
汽车刹车时间为t2＝＝ s＝3 s，
所以汽车行驶37.5 m的时间为t＝t1＋t2＝4 s．
4、解：(1)由表格可知反应时间为t＝＝0.6 s.
根据速度—位移公式有v2＝2as2，
解得a＝5 m/s2.
(2)汽车反应距离为x1＝v′t＝18 m，
经t′两车共速，则有t′＝＝4 s，
这段时间里汽车的位移为x2＝t′＝80 m，
这段时间里货车的位移x3＝v″(t＋t′)＝46 m，
汽车的总位移x汽＝x1＋x2＝98 m，
由于x汽－x3＝52 m>50 m，
所以两车相撞．
5、【答案】ABD　【解析】由甲图可知，物体A、B均做匀速直线运动，且vA>vB，故A、B正确；由乙图可知，t＝3 s时vC＝vD，此时物体C与物体D之间有最大距离，故C错误，D正确．
6、解：(1)辅助驾驶系统启动，汽车刹车时做匀减速直线运动，由0－v＝2ax，
解得x＝100 m.
(2)设从刹车到两车速度相等经历时间为t，则
v2＝v1－at，
后方汽车的位移x1＝t，
前方汽车的位移x2＝v2t，
两车最小间距Δx＝x2－x1＋x0，
解得Δx＝9.75 m．
7、解：(1)小轿车的初速度v0＝108 km/h＝30 m/s，
反应时间车仍在做匀速运动，刹车才开始做减速运动，司机反应时，汽车发生的位移x1＝v0t1＝30×0.5 m＝15 m，
司机刹车时，车离障碍物距离d＝100 m－40 m－x1＝45 m.
(2)刹车后对汽车由位移速度公式有0－v＝－2ax2，
解得x2＝60 m.
(3)因为x2>d，所以，当汽车减速到0之前就会撞到障碍物，故会发生交通事故．