24匀变速直线运动与汽车行驶安全(上课)

第四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20673197411599315234121571205213150百分比18.9618.1114.6713.9811.1511.0612.062007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:22030/7.5/4tovvamsmst汽车由刹车到停止所经过的位移为22011[304(7.54)]6022svtatmm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:0.5～1.5s“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：ABC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=75mV(m/s)t300.54.5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＋=75m3042方法2：利用梯形“面积”求解：s=75m80m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：停安＞SS★发现情况开始刹车之间的时间间隔。★大小:一般:0.5～1.5s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：ABC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＋=90m3042方法2：利用梯形“面积”求解：s=90m80m有安全问题。V(m/s)t301.05.0小结1、对于汽车碰撞固定不动的物体：由判断avtvs20200反刹反停ss停车距离安全距离2、不考虑反应时间：3、考虑反应时间：av2020刹停ss《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m406080结论：车速越大停车距离越大，所以行车不要超速行驶。101020152035204060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：atvv0乙车甲车解：设经时间t甲乙两车速度相同。0～5s5s～t=5svv乙甲vv乙甲vv乙甲两车间距减小两车间距最小两车间距增大savtv5220100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：；atvv0甲车乙车解：设经时间t甲乙两车速度相同。0～2s2s～t=2s两车间距减小两车间距最大两车间距增大vv乙甲vv乙甲vv乙甲02010210vtsav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atvv05s内甲车的位移为：乙车甲车甲车乙车savtv5220100matxtv75)2(21520215220甲mvtx50510乙5s内甲车的位移为：L=40mm75x甲m50x乙m904050Lxx乙甲∴甲乙两车不会相撞L=40mx甲x乙案例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Lxx乙甲Lvtattv20214010)2(21202ttt化简得：040102tt∵该方程无正数解，∴假设不正确所以两车不会相撞。方法2241406010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0vvvat出警1005t2ts2s内警车的位移220110521022xvtatm警2s内出租车的位移10220xvtm出出所以两车的距离为201010xxxm出警x警x出x警车：匀加速直线运动00v25ams出租车：匀速直线运动10vms出（2）设经时间t警车追上出租车，此时两车位移相等220110522xvtatt警10xvtt出出215102tt解得：24ts10()t舍此时警车的速度为005420vvatms警x警x出00v25ams10vms出警车：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20221()21510(05)1022xxxvtvtattttt出出警25(2)102t∴当t=2s时max10xm（2）警车追上出租车时，251002xtt10()t舍24ts此时警车的速度为005420vvatms警x警x出x25ams00v10vms出警车：匀加速直线运动出租车：匀速直线运动解法2