精选粤教版高中物理必修一24《匀变速直线运动与汽车行驶安全》word学案物理知识点总结Word文件下载.docx

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A.在0～10s内两车逐渐靠近

B.在10～20s内两车逐渐远离

C.在5～15s内两车的位移相等

D.在t=10s时两车在公路上相遇

课前自主预习参考答案

1.

（1）反应时间

（2）

2.

（1）匀速直线

（2）反应距离（3）

3．

（1）刹车距离，

（2）停车距离，

4.解析：

设反应时间为t,则停车位移为：

则有解得t=0.7s

答案：

B

5.解析:

甲车做速度为5m/s的匀速直线运动，乙车做初速度为10m/s的匀减速直线运动.在t=10s时，两车的速度相同，在此之前，甲车的速度小于乙车的速度，两车的距离越来越大；

在此之后，甲车的速度大于乙车的速度，两车的距离又逐渐减小，在t=20s时两车相遇，故选项A、B、D均错.5～15s内，两图线所围成的面积相等，故两车的位移相等，选项C正确.

答案:

C

课堂互动探究

知识点1汽车行驶安全问题

新知探究

汽车给人类生活带来极大便利，但随着车辆的增多，交通事故也相应增加。

2012年04月27日，下午1时左右，河惠高速公路惠州市博罗境内杨村出口约50米处发生一起特大车祸：

一辆从梅州兴宁开往深圳，号牌为粤MX2412的大巴在行经河惠高速博罗村出口，突然撞上高速公路铁皮护栏，随后翻下10多米高的护坡。

事故发生时车上有43名乘客，6名车上人员死亡（3女3男），其中包括一名大巴司机，另有33名乘客受伤，其中6名重伤。

如图2—4—2.

重视交通安全问题，关系到千百万人的生命安全与家庭幸福，为了安全，在行驶途中，车与车之间必须保持一定的距离。

因为驾驶员看见某一情况到采取制动动作的时间里，汽车仍要通过一段距离（反应距离S反=）而采取刹车后汽车又运动一段距离（刹车距离S刹）,反应距离S反和刹车距离S刹之和叫做停车距离,S停。

下表给出汽车在不同速度下的反应距离和刹车距离等数据，请分析数据，完成表格。

速度（km/h）

反应距离（m）

刹车距离（m）

停车距离（m）

45

9

14

23

75

15

38

90

73

105

21

96

请分析一下，造成事故的主要原因主要有以下哪几个方面？

（1）车速过快

（2）车距太短

（3）冲红灯（4）路太滑

（5）反应迟钝（6）刹车失灵

（7）爆胎（8）超道行使

（9）车内开灯（10）能见度低

（11）酒后开车（12）疲劳驾车

（13）注意力不集中（14）经验不足

（15）道路太差（16）超载

结论：

造成“追尾”的原因主要有以下几个方面：

（1），

（2），（3），（4）

解析：

由于停车距离为反映距离和刹车距离之和，因此v=75km/h的停车距离为15m+38m=53m.

由速度和反映距离得出反应时间为Δt=0.72s

v=90km/h的反应距离为：

由v=75km/h刹车的刹车距离可求出加速度：

以90km/h的速度行驶的刹车距离：

从后车的运动考虑，造成“追尾”的原因主要有以下几个方面：

（1）车速过快；

（2）跟前车的车距过小；

（3）司机的反应较迟缓；

（4）车的制动性能较差．

53，18，55见解析

重点归纳

1．反应距离

在汽车行驶安全知识中，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，反应距离决定于反应时间和车的行驶速度．

反应距离＝车速×

反应时间．

S反=

车速一定的情况下，反应越快即反应时间越短，越安全．

2．刹车距离

刹车过程做匀减速运动，其刹车距离的大小取决于车的初速度和路面的粗糙程度．

S刹

停车距离，包含反应距离和刹车距离两部分．

S停

安全距离大于一定情况下的停车距离。

考点突破

【例1】广深高速公路的最高车速限制为120km/h.设某人驾车正以最高时速沿平直高速公路行驶，该车刹车时产生的加速度大小为5m/s2，司机的反应时间（从意识到应该停车到操作刹车的时间）为0.6～0.7s．请分析一下，应该如何计算行驶时的安全车距？

当司机发现紧急情况（如前方车辆突然停下）后，在反应时间内，汽车仍以原来的速度做匀速直线运动；

刹车后，汽车匀减速滑行．所以，刹车过程中汽车先后做着两种不同的运动，行驶中的安全车距应等于两部分位移之和．其运动情况如答图2—4—1所示．

答图2—4—1

为确保行车安全，反应时间应取0.7s计算．汽车原来的速度v0＝120km/h＝33.3m/s.在反应时间t1＝0.7s内，汽车做匀速直线运动的位移为s1＝v0t1＝33.3×

0.7m＝23.3m

刹车后，汽车做匀减速直线运动，滑行时间为t2＝＝s＝6.7s

汽车刹车后滑行的位移为s2＝v0t2＋at＝33.3×

6.7m＋×

（－5）×

（6.7）2m＝110.9m

所以行驶时的安全车距应为s＝s1＋s2＝23.3m＋110.9m＝134.2m

见解析

触类旁通

1.汽车在高速公路上行驶的速度为108km/h，驾驶员突然发现前方发生交通事故，马上紧急刹车，但仍然发生交通事故。

已知驾驶员的反应时间为0.6s,汽车的刹车加速度大小为6m/s2,则驾驶员发现事故时，汽车离交通事故的距离s不大于多少？

刹车后汽车做匀减速直线运动，但仍发生交通事故，说明驾驶员发现事故时，汽车离交通事故的距离小于刹车距离，注意题目中隐含着汽车的末速度为零。

作出汽车运动的示意图如答图2—4—2

汽车的反应距离：

汽车的刹车距离：

汽车离交通事故的距离大不大于：

点评：

刹车问题实际上是匀变速直线运动有关规律的减速情况的具体运用，要解决此类问题，首先要搞清楚在反应时间里汽车仍然做匀速运动，其次也要清楚，刹车时汽车的加速度应取负值，注意单位统一。

知识点2追及和相遇问题

上面，我们分析汽车的行驶安全问题时，选取的是一种常见的简单情况，只需研究一辆汽车的运动情况就可以了。

现实中许多事故发生在两辆行驶中的汽车上，在这种情况下研究汽车行驶安全问题很复杂，需同时分析两辆车的运动情况，如何找出相关的物理量和临界条件呢？

解决的思路和方法可归结为“追击”和“相遇”问题。

两个同向运动物体的运动情况称为追击问题，两个相向运动物体的运动情况称为相遇问题。

追及和相遇问题的主要特征都相同，都是运动过程中两个物体同时到达同一位置。

1．追及问题的两类情况

（1）若后者能追上前者，追上时，两者处于同一位置，且后者速度一定不小于前者速度．

（2）若追不上前者，则当后者速度与前者速度相等时，两者相距最近．

2．相遇问题的两类情况

（1）同向运动的两物体追及并相遇．

（2）相向运动的物体，当各自发生的位移大小之和等于开始时两物体间的距离时即相遇．

3.分析追及和相遇问题的注意点：

⑴要抓住一个条件，两个关系：

一个条件是：

两物体的速度相等时两物体间距离最大、最小，恰好追上或恰好追不上等。

两个关系是:

时间关系和位移关系。

⑵若被追赶的物体做匀减速运动，一定要注意追上前该物体是否已经停止运动。

⑶仔细审题，充分挖掘题目中的隐含条件，如“最大”“最小”“恰好”等，同时注意图象的应用。

【例2】甲、乙两运动员在训练交接棒的过程中发现：

甲经短距离加速后能保持9m/s的速度跑完全程；

乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的．为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置标记．在某次练习中，甲在接力区前s0＝13.5m处作了标记，并以v＝9m/s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令．乙在接力区的前端听到口令时起跑，并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒．已知接力区的长度L＝20m．求：

（1）此次练习中乙在接棒前的加速度a；

（2）在完成交接棒时乙离接力区末端的距离．

设甲从离接力区Δs＝13.5m处到赶上乙所用时间为t，乙从开始起跑到被甲追上，跑的路程为s，甲、乙二人所用时间相等．

对甲：

（Δs+ｓ）／ｖ＝t

对乙：

s＝at2，且v＝at＝9m/s

由以上各式可解得：

a＝3m/s2，t＝3s，s＝13.5m

完成交接棒时，乙离接力区末端的距离为

L－s＝20m－13.5m＝6.5m.

（1）3m/s2　

（2）6.5m

触类旁通

2．当交叉路口的绿灯亮时，一辆客车以a＝2m/s2的加速度由静止启动，在同一时刻，一辆货车以10m/s的恒定速度从客车旁边同向驶过（不计车长），则：

（1）客车追上货车时离路口多远？

（2）在客车追上货车前，两车的最大距离是多少？

（1）客车追上货车的过程中，两车所用时间t相等，位移也相等，即v2t1＝at，代入数据得：

t1＝10s，s＝at＝×

2×

102m＝100m.[来源:

数理化网]

（2）两车距离最大时，两车应具有相等的速度，即v2＝at2，代入数据，得t2＝5s.

Δs＝v2t2－at＝10×

5m－×

52m＝25m.

（1）100m　

（2）25m.

方法技巧\易错易混\实验透视

方法技巧

追及和相遇问题的处理

1．解追及、相遇问题的思路

（1）根据对两物体运动过程的分析，画出两物体运动的示意图．

（2）根据两物体的运动性质，分别列出两个物体的位移方程，注意要将两物体运动时间的关系反映在方程中．

（3）由运动示意图找出两物体位移间的关联方程，这是关键．

2．解决追及、相遇问题的方法

大致分为两种方法：

一是物理分析法:

即通过对物理情景和物理过程的分析，找到临界状态和临界条件，然后结合运动学方程求解．

二是数学方法:

因为在匀变速运动的位移表达式中有时间的二次方，我们可以列出位移方程．利用二次函数求极值的方法求解，有时也可借助v－t图象进行分析.

【例3】在水平轨道上有两列火车A和B相距x，A车在后面做初速度为v0、加速度大小为2a的匀减速直线运动，而B车同时做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动，两车运动方向相同．要使两车不相撞，求A车的初速度v0满足什么条件．

要使两车不相撞，A车追上B车时其速度最多只能与B车相等．设A、B两车从相距x到A车追上B车时，A车的位移为xA，末速度为vA，所用时间为