粤教版必修第一册第2章第5节匀变速直线运动与汽车安全行驶课件（47张）

第二章匀变速直线运动第五节匀变速直线运动与汽车安全行驶学习目标学法指导1．掌握判断汽车行驶安全与否的方法2．能够解决汽车行驶的安全问题3．认识酒驾与超速、超载的危害，学会安全驾驶1．通过认识反应时间、反应距离，掌握判断汽车安全与否的方法2．能从汽车行驶的安全距离示意图着手，结合例题，由浅入深探究匀变速直线运动与汽车行驶安全问题知识导图课前·自主预习1．安全距离包含__________和__________两个部分．汽车安全行驶的距离反应距离刹车距离

初速度加速度

汽车安全距离是刹车减速运动的距离吗？如何求汽车刹车的时间？

在某汽车4S店，一顾客正在测试汽车加速、减速性能．汽车以36km/h的速度匀速行驶，现以0.6m/s2的加速度加速，则10s后速度能达到多少？若汽车以0.6m/s2的加速度刹车，则10s和20s后速度各减为多少？【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，开始刹车10s后汽车的速度v2＝v0＋a2t2＝(10－0.6×10)m/s＝4m/s，从开始刹车至汽车停下所需时间故刹车20s后汽车早已停止运动，所以车速为0.1．追和被追两者的________________，常是能追上、追不上、两者距离有极值的临界条件．2．__________的物体追及即相遇；__________的物体，当各自的位移的绝对值之和等于开始时两者之间的距离时即相遇．追及和相遇速度相等

同向运动相向运动

什么物理量相等往往是追及问题的临界条件？【答案】速度相等． (多选)A与B两个质点沿同一方向运动，A做初速度为零的匀加速直线运动，B做匀速直线运动．开始计时时，A、B位于同一位置，则当它们再次相遇时，下列说法正确的是 (

)A．两质点速度相等B．A与B在这段时间内的平均速度相等C．A的速度是B速度的2倍D．A与B的位移相等【答案】BCD

课堂·重难探究1．反应距离s1＝车速v0×反应时间t1(其中反应时间是从发现情况到采取相应行动经过的时间)．在车速一定的情况下，反应越快即反应时间越短越安全．汽车行驶安全问题3．安全距离即停车距离，包含反应距离和刹车距离两部分．4．影响安全距离的因素．(1)主观因素：司机必须反应敏捷，行动迅速，沉着冷静，具有良好的心理素质，不能酒后驾车，不能疲劳驾驶，精力高度集中……(2)客观因素：汽车的状况、天气和路面是影响安全距离的重要因素，雨天路面湿滑，冬天路面结冰，轮胎磨损严重等都会造成刹车距离的增大．例1汽车在公路上以54km/h的速度行驶，突然发现前方30m处有一障碍物，为使汽车不撞上障碍物，驾驶员立刻刹车，刹车的加速度大小为6m/s2，则驾驶员允许的反应时间最多为 (

)A．0.5s

B．0.75s

C．0.8s

D．0.9s【答案】B

解决此类问题的方法1．画出刹车过程草图，找出每一段的位移关系．3．可采用逆向思维法，即把运动倒过来看成是初速度为零的匀加速直线运动．变式1一货车严重超载后的总质量为50t，以54km/h的速率匀速行驶，发现红灯时司机刹车，货车立即做匀减速直线运动，加速度的大小为2.5m/s2，不超载时则为5m/s2.(1)若前方无阻挡，从刹车到停下来，此货车在超载及不超载时分别前进多远？(2)在一小学附近，限速为36km/h，若该货车不超载，仍以54km/h的速率匀速行驶，看见正前方有一小孩后立即刹车至停止，幸运的是没有发生车祸，货车比不超速行驶至少多前进了多远？【答案】(1)45m

22.5m

(2)12.5m货车比不超速行驶至少多前进了Δx＝s2－s3＝12.5m.

刹车类问题的处理2．判断要研究的时间是大于刹车时间还是小于刹车时间．3．若要研究的时间小于刹车时间，则汽车在要研究的时间段内的实际运动时间小于刹车时间．反之，实际运动时间等于刹车时间．1．追及问题．(1)追及的特点：两个物体在同一时刻到达同一位置．(2)追及问题满足的两个关系．①时间关系：从后面的物体追赶开始，到追上前面的物体时，两物体经历的时间相等．追及、相遇问题②位移关系：s2＝s0＋s1，其中s0为开始追赶时两物体之间的距离，s1表示前面被追赶物体的位移，s2表示后面追赶物体的位移．(3)临界条件：当两个物体的速度相等时，可能出现恰好追上、恰好避免相撞、相距最远、相距最近等情况，即出现上述四种情况的临界条件为v1＝v2.2．相遇问题．(1)特点：在同一时刻两物体处于同一位置．(2)条件：同向运动的物体追上即相遇；相向运动的物体，各自发生的位移的绝对值之和等于开始时两物体之间的距离时即相遇．(3)临界状态：避免相碰撞的临界状态是两个物体处于相同的位置时，两者的相对速度为零．例2

A、B两列火车在同一轨道上同向行驶，A车在前，其速度vA＝10m/s，B车在后，其速度vB＝30m/s.因大雾能见度低，B车在距A车700m时才发现前方有A车，这时B车立即刹车，但要经过1800m，B车才能停止．问：A车若按原速度前进，两车是否会相撞？说明理由．【答案】见解析

【解析】由题意可知，两车不相撞的速度临界条件是B车减速到与A车的速度相等时未相撞．B车减速至vA＝10m/s的时间在这段时间内A车的位移sA＝vAt＝800m，这段时间内B车的位移两车的位移关系sB＝1600m>sA＋s0＝1500m，所以A、B两车在速度相同之前已经相撞．变式2某时刻甲车从静止开始以0.5m/s2的加速度匀加速行驶，同时乙车在甲车前12m处以2m/s的速度匀速行驶．问：(1)甲车什么时候追上乙车？(2)追上之前，两车间最大距离是多少？【答案】(1)12s

(2)16m解得t1＝12s，t2＝－4s(舍去)．(2)追上之前，速度相等时距离最大，设经过时间t′，两车速度相等，则有v乙＝at′，解得t′＝4s.x乙＝v乙t′＝8m.此时两车相距x＝8m－4m＋12m＝16m.

解决追及与相遇问题的方法1．物理分析法：抓住“两物体能否同时到达空间某位置”这一关键，认真审题，挖掘题中的隐含条件，在头脑中建立起一幅物体运动关系的图景，并画出运动情况示意图，找出位移关系．2．图像法：将两者的速度—时间图像在同一坐标系中画出，然后利用图像求解．3．数学分析法：设从开始至相遇时间为t，根据条件列方程，得到关于t的一元二次方程，用判别式进行讨论．若Δ>0，即有两个解，说明可以相遇两次；若Δ＝0，说明刚好追上或相遇；若Δ<0，说明追不上或不能相碰，使用该方法要注意刹车运动时间，把不合理的运动时间剔除．核心素养应用刹车问题刹车问题是现实生活中随处可见的实际问题，像物体在摩擦阻力作用下的匀减速运动都属于此类问题，物体一旦速度减为零就停下来不能再自行运动起来．处理此类问题应注意以下几个方面：(2)若要研究的时长小于刹车时间，则汽车在要研究的时间段内的实际运动时间等于所要研究的时长；反之，实际运动时间等于刹车时间．(3)常见错误：误以为汽车在给定的时间内一直做匀减速直线运动，简单套用速度公式v＝v0＋at，得出的速度出现负值．例3在平直公路上，一辆汽车以108km/h的速度行驶，司机发现前方有危险立即刹车，刹车时加速度大小为6m/s2，则刹车后3s末和6s末汽车的速度大小分别为

(

)A．12m/s,6m/s

B．18m/s,6m/sC．12m/s,0

D．以上均不正确【答案】C

例4甲、乙两汽车同时同地出发，甲车做匀速运动，乙车做初速度为零的匀加速直线运动，两车的位移与时间的关系如图所示．下列说法正确的是

(

)A．t＝10s时，甲车追上乙车B．t＝10s时，两车相距最远C．t＝5s时，两车速度相同D．t＝10s时，两车速度相同【答案】C

小练·随堂巩固1．以36km/h的速度沿平直公路行驶的汽车，遇障碍物刹车后获得加速度大小a＝4m/s2，刹车后第3s内，汽车走过的路程为 (

)A．12.5m

B．12mC．1.0m

D．0.5m【答案】D

2．如图所示，国产某品牌汽车装备了具有“全力自动刹车”功能的城市安全系统，系统以50Hz的频率监视前方的交通状况．当车速v≤10m/s且与前方静止的障碍物之间的距离接近安全距离时，如果司机未采取制动措施，系统就会立即启动“全力自动刹车”，加速度大小约为5m/s2，使汽车避免与障碍物相撞．则“全力自动刹车”系统设置的安全距离约为

(

)A．5m

B．10mC．15m

D．20m【答案】B

3．汽车刹车后的运动可视为匀减速直线运动，已知某辆汽车经过6s的时间速度减为零，最后2s内的位移是1m，则汽车减速过程的总位移是

(

)A．8m

B．9mC．10m

D．12m【答案】B

4．一辆轿车在平直公路的一条车道上以72km/h的速度匀速行驶，突然发现其正前方120m处有一辆货车同向匀速前进．于是轿车紧急刹车做匀减速运动，若轿车刹车过程的加速度大小a＝1m/s2，两车相距最近时，距离为22m，忽略司机的反应时间，则货车的速度大小为

(

)A．21.6km/h

B．18km/hC．16km/h

D．12km/h【答案】A

5．甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动，t＝0时刻同时经过公路旁的同一个路标．在描述两车运动的v－t图线中(如图所示)，直线a、b分别描述了甲、乙两车在0～20s的运动情况．关于两车之间的位置关系，下列说法正确的是 (

)A