2023-2024学年粤教版必修第一册 第二章　第五节　匀变速直线运动与汽车安全行驶 课件（57张）

第五节匀变速直线运动与汽车安全行驶核心素养目标物理观念(1)知道什么是停车距离、刹车距离和反应距离。(2)知道反应时间内汽车运动的规律。科学思维画出汽车运动示意图，分析汽车运动规律及安全行驶问题。科学态度与责任运用所学的物理知识解决汽车刹车问题和追及、相遇问题。CONTENTS目录新知预览·抓必备素养浸润·提能力知能演练·重落实课时跟踪检测新知预览·抓必备高效学习夯基固本1知识点一安全距离1．定义同车道、同向行驶的机动车，后车与前车为安全行驶而保持的________。2．影响因素安全距离与行驶速度、天气、路面情况有关，一般安全距离包含________和________两部分。最小距离反应距离刹车距离知识点二反应时间1．定义：从司机意识到应该停车至操作刹车的时间。2．平均大小：在通常情况下，驾驶者的反应时间与其注意力集中程度、驾驶经验和体力状态有关。平均为0.4～1．5s，驾驶员酒后的反应时间则可能会大大____。增加斑马线礼让行人是交通法规定的交通法规，汽车若观察到有人经过斑马线，应停车让行。(1)安全距离由反应距离和刹车距离组成。

()(2)汽车在反应距离做匀速直线运动。

()(3)汽车在刹车距离做匀减速直线运动。

()(4)所有人的反应时间都相同。

()(5)酒量大的人酒后反应时间不会增加。

()(6)疲劳状态下反应时间会加长。

()√√√××√素养浸润·提能力互动探究重难突破2要点一刹车类问题在自然保护区平直公路上，一辆汽车以72km/h的速度行驶，突然司机发现前方公路上有一只小鹿，于是立即刹车，刹车过程的加速度大小为4m/s2，经过5s的时间停下。(1)刹车后汽车要运动多大距离才能停下？1．刹车类问题运动特点：物体做匀减速运动，速度变为0后立即停止运动，不会再反向加速。2．两类匀减速直线运动两类运动方法点拨刹车类(1)可看成反向的初速度为零的匀加速运动。(2)先计算物体实际的运动时间，然后根据所提问题的情况具体计算往返类(双向可逆类)物体以某一加速度沿直线先做匀减速运动，速度变为0后又反向做加速度不变的加速运动。(1)对全程列式，注意s、v、a等矢量的正负号。(2)分段列式，先对匀减速阶段求解，后对反向的匀加速阶段求解【典例1】

飞机着陆做匀减速直线运动可获得大小为a＝6m/s2的加速度，飞机着陆时的速度v0＝60m/s，求它着陆后t＝12s内滑行的距离。解析设飞机从着陆到停止所需时间为t0，由速度公式vt＝v0－at0得t0＝10s。|规律方法|刹车类问题的处理思路(2)若所给时间t>t刹，不能盲目把时间代入；若所给时间t<t刹，则在t时间内未停止运动，可用运动学公式求解。

1．汽车以5m/s的速度在水平路面上匀速前进，紧急制动后以大小为2m/s2的加速度在粗糙水平面上滑行，则在制动后，4s内汽车通过的路程为(

)A．4m

B．36mC．6．25m

D．10m2．如图所示，物体以一定的初速度冲上固定的光滑斜面，经过时间t，与出发点(底端)的距离为l，此时速度减小为0，然后向下滑动。已知物体向上滑动和向下滑动的加速度相同，求：(1)物体的初速度v0；(2)物体的速度大小为初速度大小的一半时经过的时间和此时到出发点的距离。要点二汽车行驶安全问题1．反应时间与反应距离驾驶员从意识到应该停车到做出相应的刹车动作的这段时间，称为反应时间。在反应时间内，汽车以原来的速度做匀速直线运动，汽车所行驶的距离为反应距离。2．刹车距离与停车距离(1)从制动刹车开始，到汽车安全停下来，汽车做匀减速运动，所通过的距离为刹车距离。(2)反应距离和刹车距离之和为停车距离。(3)刹车距离的大小取决于路面情况和汽车的运动速度。3．汽车安全行驶问题的解决方法(1)建立物理模型：在反应时间内汽车做匀速直线运动，刹车时间内做匀减速直线运动。(2)根据题目给出的条件，画出示意图。(3)灵活运用公式，匀变速直线运动的公式多，推论多，解题时要灵活选择，同时注意公式中v0、vt、a、s均为矢量，通常规定v0方向为正方向。(4)借助v-t、s-t图像分析汽车运动情况。【典例2】

为了安全，公路上行驶的汽车间应保持必要的距离。某市规定，车辆在市区内行驶的速度不得超过40km/h。有一辆车发现前面20m处发生交通事故紧急刹车，紧急刹车产生的最大加速度为5m/s2，反应时间t＝0.6s。经测量，路面刹车痕迹s＝14．4m。该汽车是否违章驾驶？是否会有安全问题？解析依据题意，可画出运动示意图。所以该汽车违章驾驶。在反应时间内汽车匀速行驶的位移s1＝v0t＝12×0.6m＝7．2m，停车距离Δs＝s1＋s＝7．2m＋14．4m＝21．6m由于Δs>20m，所以该车存在安全问题，会发生交通事故。1．公路上行驶的汽车，从司机发现前方异常情况到紧急刹车仍将前进一段距离才能停下来，为了安全，这段距离内不能有车辆和行人，因此把它称为安全距离。通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1s(这段时间汽车仍保持原速)，刹车时汽车的加速度为a＝5m/s2。若汽车以108km/h的速度行驶时，则其安全距离为(

)A．120mB．108mC．105m

D．90m2．(多选)曾经，司机闯黄灯要扣6分，被称为“史上最严交规”。某小轿车驾驶员看到绿灯开始闪时，经短暂思考后开始刹车，小轿车在黄灯刚亮时恰停在停车线上，其v

­t图像如图所示。若绿灯开始闪烁时小轿车距停车线距离L＝10．5m，则(

)A．小轿车的刹车距离为8mB．小轿车刹车的加速度大小为2．4m/s2C．绿灯开始闪烁到黄灯刚亮的时间t0为3sD．绿灯开始闪烁到黄灯刚亮的时间t0为2．5s要点三追及、相遇问题1．明确两类物理情景(1)追及问题的物理情景：同向运动的两个物体，开始两者一前一后运动，二者间开始距离为0或有一段初始距离，后者追上前者前，二者距离可能经历先增大(v追<v被追时)后减小(v追>v被追时)或者一直减小(v追>v被追时)的过程，后者追上前者瞬间，两者处于同一位置且二者速度满足v追≥v被追。(2)相遇问题的物理情景：两个物体同一时刻到达同一位置即为相遇。相遇的两种情景：①同向运动相遇(也称追及相遇)：后者追上前者即相遇。②相向运动相遇：两物体的位移大小之和等于两物体间开始时的距离即相遇。2．把握“一个条件”和“两个关系”(1)一个条件：速度相等是两物体恰好追上或恰好追不上、距离最大或最小的临界条件，也是解题的关键切入点。(2)两个关系①时间关系：两个物体是同时运动还是先后开始运动。②位移关系：两个物体是同一地点出发还是有初始距离。结合题意通过画示意图找出两物体之间的位移关系，往往是解题的关键。【典例3】

一辆汽车以3m/s2的加速度开始启动的瞬间，一辆以6m/s的速度做匀速直线运动的自行车恰好从汽车的旁边通过。(1)汽车在追上自行车前运动多长时间与自行车相距最远？此时的距离是多少？解析方法一：物理分析法汽车与自行车的速度相等时两车相距最远，设此时经过的时间为t1，汽车的速度为v1，两车间的距离为Δs，则有v1＝at1＝v自方法二：图像法自行车和汽车运动的v-t图像如图所示，由图可以看出，在相遇前，t1时刻两车速度相等，两车相距最远，此时的距离为阴影三角形的面积，由二次函数求极值的条件知t1＝2s时，Δs最大所以Δs＝6m。(2)汽车经多长时间追上自行车？追上自行车时汽车的瞬时速度是多大？解析方法一：当两车位移相等时，汽车追上自行车，设此时经过的时间为t2，汽车的瞬时速度为v2，则有v2＝at2＝3×4m/s＝12m/s。方法二：由题图可以看出，在t1时刻之后，由图线v自、v汽和t＝t2构成的三角形的面积与标有阴影的三角形面积相等时汽车与自行车的位移相等，即汽车与自行车相遇。由几何关系知t2＝2t1＝4s，v2＝at2＝3×4m/s＝12m/s。|规律方法|解答追及、相遇问题的常用方法物理分析法抓住“两物体能否同时到达同一位置”这一关键，认真审题，挖掘题中的隐含条件，建立起一幅物体运动关系的情景，并画出运动情景示意图，找出位移关系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遇1．甲、乙两车同时同地出发，在同一平直公路上行驶，其运动的s-t图像如图所示，其中乙车的s-t图像为抛物线。则乙车追上甲车前两车间的最大距离是(

)A．15m

B．20mC．25m

D．50m解析：将s-t图像转化为v-t图像，如图所示，5s末相遇，由“面积”相等知，2．5s末两车共速。两车共速时相距最远。所以最大距离等于阴影部分的面积，即为25m，故C正确。C

2．一步行者以6．0m/s的速度跑去追赶被红灯阻停的公共汽车，在跑到距公共汽车25m处时，绿灯亮了，公共汽车以1．0m/s2的加速度匀加速启动前进，则(

)A．人能追上公共汽车，追赶过程中人跑了36mB．人不能追上公共汽车，人、公共汽车最近距离为7mC．人能追上公共汽车，追上公共汽车前人共跑了43mD．人不能追上公共汽车，且公共汽车开动后，人、公共汽车距离越来越远知能演练·重落实内化知识巩固技能31．汽车进行刹车试验，若速度从8m/s匀减速到零所用的时间为1s，按规定速度为8m/s的汽车刹车后位移不得超过5．9m，那么上述刹车试验是否符合规定(

)A．位移为8m，符合规定B．位移为8m，不符合规定C．位移为4m，符合规定D．位移为4m，不符合规定2．一汽车在平直公路上以15m/s的速度做匀速直线运动，当发现前方发生事故时以3m/s2的加速度紧急刹车，停在发生事故位置前，那么刹车过程中前2s内的位移与最后2s的位移的比值为(

)A．4B．3C．2D．13．(多选)在水平公路上有甲、乙两辆同向行驶的汽车，它们的v-t图像分别如图线a、b所示。在t＝5s时，两车相遇。下列说法正确的是(

)A．甲车的加速度比乙车的加速度大B．在t＝0时刻，甲车在乙车的后面C．在5～10s内，甲车在乙车的前面，且两车的距离在增大D．在10～15s内，两车间的距离逐渐变大解析：根据v-t图像的斜率表示加速度，a图线斜率绝对值比b图线的大，所以甲车的加速度比乙车的加速度大，故A正确；根据图线与时间轴围成的“面积”表示位移，知0～5s内甲车通过的位移比乙车的大，而在t＝5s时，两车相遇，所以在t＝0时刻，甲车在乙车的后面，故B正确；在t＝5s时，两车相遇，在5～10s内，甲车的速度比乙车的大，甲车在乙车的前面，两车的距离在增大，故C正确；在10～15s内，甲车在乙车的前面，甲车的速度比乙车的小，则两车间的距离在变小，故D错误。ABC

4．近年来，全国多地多次发生严重雾霾天气，能见度不足100m。在这样的恶劣天气中，甲、乙两汽车在一条平直的单行道上，乙在前、甲在后同向行驶。某时刻两车司机同时听到前方提示，同时开始刹车，结果两辆车发生了碰撞。如图所示的是两辆车刹车后若不相撞的v-t图像，由此可知(

)A．两辆车刹车时相距的距离一定等于112．5mB．两辆车刹车时相距的距离一定小于90mC．两辆车一定是在刹车后的20s之内的某时刻相撞的D．两辆车一定是在刹车后的20s以后的某时刻相撞的课时跟踪检测41．在平直的公路上有甲、乙两辆汽车，它们运动的位置—时间图像如图所示。在0～6s内，根据图像可以判断的是(

)A．甲、乙运动的方向相同B．甲的速度在5s时大于乙的速度C．甲的速度始终小于乙的速度D．甲、乙会在2～4s之间的某时刻相距最远解析：由位置—时间图像的斜率表示速度，可知甲、乙运动的方向相反，故A错误；由题图可知，甲图线的斜率小于乙图线斜率的绝对值，则甲的速度小于乙的速度，故B错误，C正确；甲、乙在2～4s之间先靠近后远离，交点表示相遇，该时间间隔内不存在相距最远的时刻，故D错误。C

2．汽车在水面路面上刹车，其位移与时间的关系是s＝24t－6t2(m)，则它在前3s内的位移是(

)A．12m

B．18mC．24m

D．30m3．如图所示，甲、乙两车沿着同一条平直公路同向行驶，甲车以20m/s的速度匀速运动，乙车原来速度为8m/s，从距甲车80m处以大小为4m/s2的加速度做匀加速运动，则乙车追上甲车的时间为(

)A．4sB．6sC．8s D．10s4．如图所示，A、B两物体相距s＝7m，物体A以vA＝4m/s的速度向右匀速运动，而物体B此时的速度为vB＝10m/s，向右做匀减速运动，加速度

a＝

－2m/s2，那么物体A追上物体B所用的时间为(

)A．7s

B．8sC．9sD．10s5．一辆汽车正行驶在平直公路上，司机突然发现前方出现事故马上采取紧急刹车，汽车的刹车运动可认为是匀减速直线运动，依次经过a、b、c、d四点，最终停在d点。已知

ab＝bc＝3m，汽车通过ab段和bc段所用时间分别为0.5s和1s，则cd段距离为(

)A．0.125m

B．1mC．1．5m

D．3m6．甲、乙两个质点分别在两个并排直轨道上运动，其速度随时间的变化规律图像分别如图中a、b所示，图线a是直线，图线b是抛物线，则下列说法正确的是(

)A．0～t1时间内，甲的平均速度小于乙的平均速度B．t2～t3时间内某一时刻甲、乙的加速度相等C．0～t2时间内，甲的加速度不断减小，乙的加速度不断增大D．

t3时刻，甲、乙一定相遇8．在平直公路上，一辆大客车正以初速度v0＝12m/s，加速度a＝2m/s2匀减速前行，另有一小汽车从静止出发以a′＝1m/s2的加速度加速运动，问：(1)两车同时同地同向出发，小汽车追上大客车前最远距离是多少？(2)小汽车在大客车正前方s0＝18m时，两车可能相遇吗？如果相遇，求出相遇时刻。如不能相遇，求出两车相距最近距离。9．两个质点A、B放在同一水平面上，由静止开始从同一位置沿相同方向同时开始做直线运动，其运动的v-t图像如图所示。对A、B运动情况的分析，下列结论正确的是(

)A．A、B加速时的加速度大小之比为2∶1，A、B减速时的加速度大小之比为1∶1B．在t＝3t0时刻，A、B相距最远C．在t＝5t0时刻，A、B相距最远D．在t＝6t0时刻，A、B相遇10．(多选)t＝0时