粵教版必修第一冊第2章第5節(jié)勻變速直線運動與汽車安全行駛課件（47張）

第二章勻變速直線運動第五節(jié)勻變速直線運動與汽車安全行駛學習目標學法指導1．掌握判斷汽車行駛安全與否的方法2．能夠解決汽車行駛的安全問題3．認識酒駕與超速、超載的危害，學會安全駕駛1．通過認識反應時間、反應距離，掌握判斷汽車安全與否的方法2．能從汽車行駛的安全距離示意圖著手，結合例題，由淺入深探究勻變速直線運動與汽車行駛安全問題知識導圖課前·自主預習1．安全距離包含__________和__________兩個部分．汽車安全行駛的距離反應距離剎車距離

初速度加速度

汽車安全距離是剎車減速運動的距離嗎？如何求汽車剎車的時間？

在某汽車4S店，一顧客正在測試汽車加速、減速性能．汽車以36km/h的速度勻速行駛，現(xiàn)以0.6m/s2的加速度加速，則10s后速度能達到多少？若汽車以0.6m/s2的加速度剎車，則10s和20s后速度各減為多少？【答案】16m/s

4m/s

0【解析】初速度v0＝36km/h＝10m/s，加速度a1＝0.6m/s2，a2＝－0.6m/s2.由速度公式得v1＝v0＋a1t1＝(10＋0.6×10)m/s＝16m/s，開始剎車10s后汽車的速度v2＝v0＋a2t2＝(10－0.6×10)m/s＝4m/s，從開始剎車至汽車停下所需時間故剎車20s后汽車早已停止運動，所以車速為0.1．追和被追兩者的________________，常是能追上、追不上、兩者距離有極值的臨界條件．2．__________的物體追及即相遇；__________的物體，當各自的位移的絕對值之和等于開始時兩者之間的距離時即相遇．追及和相遇速度相等

同向運動相向運動

什么物理量相等往往是追及問題的臨界條件？【答案】速度相等． (多選)A與B兩個質點沿同一方向運動，A做初速度為零的勻加速直線運動，B做勻速直線運動．開始計時時，A、B位于同一位置，則當它們再次相遇時，下列說法正確的是 (

)A．兩質點速度相等B．A與B在這段時間內(nèi)的平均速度相等C．A的速度是B速度的2倍D．A與B的位移相等【答案】BCD

課堂·重難探究1．反應距離s1＝車速v0×反應時間t1(其中反應時間是從發(fā)現(xiàn)情況到采取相應行動經(jīng)過的時間)．在車速一定的情況下，反應越快即反應時間越短越安全．汽車行駛安全問題3．安全距離即停車距離，包含反應距離和剎車距離兩部分．4．影響安全距離的因素．(1)主觀因素：司機必須反應敏捷，行動迅速，沉著冷靜，具有良好的心理素質，不能酒后駕車，不能疲勞駕駛，精力高度集中……(2)客觀因素：汽車的狀況、天氣和路面是影響安全距離的重要因素，雨天路面濕滑，冬天路面結冰，輪胎磨損嚴重等都會造成剎車距離的增大．例1汽車在公路上以54km/h的速度行駛，突然發(fā)現(xiàn)前方30m處有一障礙物，為使汽車不撞上障礙物，駕駛員立刻剎車，剎車的加速度大小為6m/s2，則駕駛員允許的反應時間最多為 (

)A．0.5s

B．0.75s

C．0.8s

D．0.9s【答案】B

解決此類問題的方法1．畫出剎車過程草圖，找出每一段的位移關系．3．可采用逆向思維法，即把運動倒過來看成是初速度為零的勻加速直線運動．變式1一貨車嚴重超載后的總質量為50t，以54km/h的速率勻速行駛，發(fā)現(xiàn)紅燈時司機剎車，貨車立即做勻減速直線運動，加速度的大小為2.5m/s2，不超載時則為5m/s2.(1)若前方無阻擋，從剎車到停下來，此貨車在超載及不超載時分別前進多遠？(2)在一小學附近，限速為36km/h，若該貨車不超載，仍以54km/h的速率勻速行駛，看見正前方有一小孩后立即剎車至停止，幸運的是沒有發(fā)生車禍，貨車比不超速行駛至少多前進了多遠？【答案】(1)45m

22.5m

(2)12.5m貨車比不超速行駛至少多前進了Δx＝s2－s3＝12.5m.

剎車類問題的處理2．判斷要研究的時間是大于剎車時間還是小于剎車時間．3．若要研究的時間小于剎車時間，則汽車在要研究的時間段內(nèi)的實際運動時間小于剎車時間．反之，實際運動時間等于剎車時間．1．追及問題．(1)追及的特點：兩個物體在同一時刻到達同一位置．(2)追及問題滿足的兩個關系．①時間關系：從后面的物體追趕開始，到追上前面的物體時，兩物體經(jīng)歷的時間相等．追及、相遇問題②位移關系：s2＝s0＋s1，其中s0為開始追趕時兩物體之間的距離，s1表示前面被追趕物體的位移，s2表示后面追趕物體的位移．(3)臨界條件：當兩個物體的速度相等時，可能出現(xiàn)恰好追上、恰好避免相撞、相距最遠、相距最近等情況，即出現(xiàn)上述四種情況的臨界條件為v1＝v2.2．相遇問題．(1)特點：在同一時刻兩物體處于同一位置．(2)條件：同向運動的物體追上即相遇；相向運動的物體，各自發(fā)生的位移的絕對值之和等于開始時兩物體之間的距離時即相遇．(3)臨界狀態(tài)：避免相碰撞的臨界狀態(tài)是兩個物體處于相同的位置時，兩者的相對速度為零．例2

A、B兩列火車在同一軌道上同向行駛，A車在前，其速度vA＝10m/s，B車在后，其速度vB＝30m/s.因大霧能見度低，B車在距A車700m時才發(fā)現(xiàn)前方有A車，這時B車立即剎車，但要經(jīng)過1800m，B車才能停止．問：A車若按原速度前進，兩車是否會相撞？說明理由．【答案】見解析

【解析】由題意可知，兩車不相撞的速度臨界條件是B車減速到與A車的速度相等時未相撞．B車減速至vA＝10m/s的時間在這段時間內(nèi)A車的位移sA＝vAt＝800m，這段時間內(nèi)B車的位移兩車的位移關系sB＝1600m>sA＋s0＝1500m，所以A、B兩車在速度相同之前已經(jīng)相撞．變式2某時刻甲車從靜止開始以0.5m/s2的加速度勻加速行駛，同時乙車在甲車前12m處以2m/s的速度勻速行駛．問：(1)甲車什么時候追上乙車？(2)追上之前，兩車間最大距離是多少？【答案】(1)12s

(2)16m解得t1＝12s，t2＝－4s(舍去)．(2)追上之前，速度相等時距離最大，設經(jīng)過時間t′，兩車速度相等，則有v乙＝at′，解得t′＝4s.x乙＝v乙t′＝8m.此時兩車相距x＝8m－4m＋12m＝16m.

解決追及與相遇問題的方法1．物理分析法：抓住“兩物體能否同時到達空間某位置”這一關鍵，認真審題，挖掘題中的隱含條件，在頭腦中建立起一幅物體運動關系的圖景，并畫出運動情況示意圖，找出位移關系．2．圖像法：將兩者的速度—時間圖像在同一坐標系中畫出，然后利用圖像求解．3．數(shù)學分析法：設從開始至相遇時間為t，根據(jù)條件列方程，得到關于t的一元二次方程，用判別式進行討論．若Δ>0，即有兩個解，說明可以相遇兩次；若Δ＝0，說明剛好追上或相遇；若Δ<0，說明追不上或不能相碰，使用該方法要注意剎車運動時間，把不合理的運動時間剔除．核心素養(yǎng)應用剎車問題剎車問題是現(xiàn)實生活中隨處可見的實際問題，像物體在摩擦阻力作用下的勻減速運動都屬于此類問題，物體一旦速度減為零就停下來不能再自行運動起來．處理此類問題應注意以下幾個方面：(2)若要研究的時長小于剎車時間，則汽車在要研究的時間段內(nèi)的實際運動時間等于所要研究的時長；反之，實際運動時間等于剎車時間．(3)常見錯誤：誤以為汽車在給定的時間內(nèi)一直做勻減速直線運動，簡單套用速度公式v＝v0＋at，得出的速度出現(xiàn)負值．例3在平直公路上，一輛汽車以108km/h的速度行駛，司機發(fā)現(xiàn)前方有危險立即剎車，剎車時加速度大小為6m/s2，則剎車后3s末和6s末汽車的速度大小分別為

(

)A．12m/s,6m/s

B．18m/s,6m/sC．12m/s,0

D．以上均不正確【答案】C

例4甲、乙兩汽車同時同地出發(fā)，甲車做勻速運動，乙車做初速度為零的勻加速直線運動，兩車的位移與時間的關系如圖所示．下列說法正確的是

(

)A．t＝10s時，甲車追上乙車B．t＝10s時，兩車相距最遠C．t＝5s時，兩車速度相同D．t＝10s時，兩車速度相同【答案】C

小練·隨堂鞏固1．以36km/h的速度沿平直公路行駛的汽車，遇障礙物剎車后獲得加速度大小a＝4m/s2，剎車后第3s內(nèi)，汽車走過的路程為 (

)A．12.5m

B．12mC．1.0m

D．0.5m【答案】D

2．如圖所示，國產(chǎn)某品牌汽車裝備了具有“全力自動剎車”功能的城市安全系統(tǒng)，系統(tǒng)以50Hz的頻率監(jiān)視前方的交通狀況．當車速v≤10m/s且與前方靜止的障礙物之間的距離接近安全距離時，如果司機未采取制動措施，系統(tǒng)就會立即啟動“全力自動剎車”，加速度大小約為5m/s2，使汽車避免與障礙物相撞．則“全力自動剎車”系統(tǒng)設置的安全距離約為

(

)A．5m

B．10mC．15m

D．20m【答案】B

3．汽車剎車后的運動可視為勻減速直線運動，已知某輛汽車經(jīng)過6s的時間速度減為零，最后2s內(nèi)的位移是1m，則汽車減速過程的總位移是

(

)A．8m

B．9mC．10m

D．12m【答案】B

4．一輛轎車在平直公路的一條車道上以72km/h的速度勻速行駛，突然發(fā)現(xiàn)其正前方120m處有一輛貨車同向勻速前進．于是轎車緊急剎車做勻減速運動，若轎車剎車過程的加速度大小a＝1m/s2，兩車相距最近時，距離為22m，忽略司機的反應時間，則貨車的速度大小為

(

)A．21.6km/h

B．18km/hC．16km/h

D．12km/h【答案】A

5．甲、乙兩輛汽車在平直的公路上沿同一方向做直線運動，t＝0時刻同時經(jīng)過公路旁的同一個路標．在描述兩車運動的v－t圖線中(如圖所示)，直線a、b分別描述了甲、乙兩車在0～20s的運動情況．關于兩車之間的位置關系，下列說法正確的是 (

)A