2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修1 第2章匀变速直线运动的研究章末综合课件

这是一份2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修1 第2章匀变速直线运动的研究章末综合课件，共19页。
匀变速直线运动与汽车安全行驶课前引入根据我国道路交通管 理的相关规定，同一 车道行驶的机动车， 后车必须根据行驶速 度、天气和路面情况， 与前车保持必要的安 全距离。如图所示为安全距 离示意图，该图标 出了一般情况下汽 车在不同行驶速度 下所对应的大致安 全距离。课本P53页例题1: 一辆汽车在高速公路上行驶的速度为108km/h。 当驾驶员发现前方80m处发生了交通事故时，马上紧急刹 车，并以7.5m/s2的恒定加速度减速行驶。该汽车行驶是 否会出现安全问题?汽车由刹车到停车所经历的位移为解：刹车后汽车做匀减速直线运动。设其加速度为a，从 刹车到停止运动通过的位移为s，选定汽车行驶的初速度 方向为正方向。依题意，汽车的初速度为 108km/h0v  30m/s2t即 ，末速度v 0m/s, a  7.5m/st 0根据v 2 -v 2 =2asm=60mv 2 -v 2 0  302s= t 0 2a 2  (7.5)由于前方距离有80m ，汽车经过 60m 就会停下。课本P53页例题2: 在例题1中，我们没有考虑到驾驶员的反应时间， 但在现实生活中，反应时间是行车安全中不可忽略的一 个因素。如果驾驶员看到交通事故时的反应时间是0.5s， 该汽车行驶是否会出现安全问题?解：在驾驶员刹车前，汽车做匀速直线运动，位移为S1。 刹车后汽车做匀减速直线运动，位移为S2现选定汽车行 驶的初速度方向为正方向。汽车做匀速直线运动的位移为s1  v0t  30  0.5m  15m汽车做匀减速直线运动的位移解法同例题1，s2  60m 汽车停下的实际位移为 s  s1 +s2 （15+60）m  75m 由于前方距离有 80m，所以不会发生安全问题。课本P53页例题3: 一般人的刹车反应时间为t0=0.5s，但饮酒会引起反应时间延长。在某次试验中，一名志愿者少量饮酒 后驾车以v0=72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行 驶。从发现紧急情况到汽车停下，行驶距离为L=39m。减 速过程中汽车位移s=25m，此过程可以视为匀变速直线运 动。求:(l) 减速过程中汽车加速度的大小和所用时间。(2) 饮酒使志愿者的反应时间延长了多少?有，，代入数据得解:(l)依题意，汽车初速度v0  72km/h  20m/s ，末速度vt  0 设减速过程中加速度的大小为a，所用时间为t，通过的位移 为s，选定汽车行驶的初速度方向为正方向。2 2t 0v -v =（2 - a）st 0v =v -at2a  8m/s ，t  2.5s(2)设志愿者的反应时间为t'，反应时间的延长值为∆t， 则 L=v0t ' s 代入数据得 t '  0.7s反应时间的延长值为t  t ' t0  (0.7  0.5)s  0.2s若例题2中的驾驶员是酒后驾驶，是否会出现安全问题?若驾驶员酒后驾驶，则反应时间t'=0.7s，反应距 离：s1=v0t'=21m，得s1+s2=81m>80m，会出现安全问题！由于饮酒会引起反应时间延长，而在反应时间内， 汽车仍以原来的速度做匀速直线运动，所以司机的反应迟缓，会导致汽车滑行的距离增长，增加了交通安 全隐患。因此，《中华人民共和国道路交通管理条例》 明确规定:严禁酒后开车!汽车制动性能是影响汽车行驶安全的重要性能之一。 许多交通事故都是由汽车制动距离过长、紧急制动时丧失 方向稳定性等因素造成的。汽车制动的基本原理就是利用 摩擦力消耗汽车的动能，最终使汽车停下来。随着科技的 发展，各种各样的制动技术被应用于汽车制造，以提高汽 车的安全性能。防抱死制动系统(ABS，Anti-Lock Braking System) 没有装配ABS的汽车在紧急制动时， 如果四个轮子被完全 抱死，汽车将丧失转向能力，汽车受到轻微的侧向力( 比 如行驶在倾斜的路面或者压到一块小石头)，就有可能发生 侧滑， 甚至侧翻。从被动到主动的汽车制动装配了ABS的汽车在刹车时，ABS通过控制刹车油压来控制 汽车的制动力，使车轮既受到制动又不致抱死，直至汽车完全 停下来。ABS能显著改善汽车的制动性能，有效保障驾驶员与乘 客的安全。电子制动力分配( EBD，Electronic Brakeforce Distribution) EBD技术在本质上是ABS的辅助功能。汽车制动时，如果四个轮 子附着地面的情况不同，其与地面的摩擦力也不同，汽车在制 动时就容易导致打滑、倾斜和侧翻等。EBD的功能就是在汽车制 动的瞬间，探测四个轮子受到的地面摩擦力，然后调整制动装 置，使汽车制动力与其所受的地面摩擦力相匹配，以保证汽车 刹车过程的平稳与安全。从被动到主动的汽车制动电子稳定程序（ESP，Electronic stability Program) ESP系统由传感器、ECU（中央控制处理单元)和执行器三大部 分组成。在电脑实时监控汽车行驶状态的前提下，ESP对发动 机及制动系统进行干预和调控。ESP最重要的特点就是它的主 动性。如果说ABS和EBD＋ABS是被动地作出反应，那么ESP就 可以做到防患于未然。ABS、EBD和ESP等保障汽车安全行驶的技术与物理学息息相关， 可以说，物理知识的运用推动了技术的不断发展。从被动到主动的汽车制动l."歼-l0"战斗机着陆时的速度 很大,可用阻力伞使它减速（如 图所示).假设一架"歼-l0"战斗 机在一条笔直的水平跑道上着陆, 刚着陆时速度为l20m/s,在着陆 的同时立即打开阻力伞.由于地 面的摩擦作用,战斗机的加速度 为6m/s2.这条跑道至少要多长?解：在这道题中，飞机在跑道上的运动可视为匀减速直 线运动，假定飞机着陆的初速度方向为正方向,根据匀即这条跑道至少长1200m。t 0变速直线运动位移与速度的关系v 2 -v 2 =（2 - a）s ，我们02 v2 0 1202可以求得 s 0m  1200m2(a) 2  62.按规定，卡车在市区行驶的速度不得超过40km/h。一辆卡车在紧急情况下刹车，测得卡车 滑行过程中车轮在路面上擦过的笔直的痕迹长9m。 从监控资料上知道，该车急刹车后经过l.5s停止。 试判断该车是否超速。解：在道路上发生安全事故时，现场通过刹车痕迹以及 汽车的刹车时间就判断汽车减速前的初始速度，因此刹 车痕迹是交通警察还原事故真相、判断事故责任方的重 要依据，在本题中，卡车刹车后做匀减速直线运动，末，，代入t=1.5s，s=9m可得v=12m/s=43.2km/h，因此该卡车超速。at速度为0，则有v  vt 02021S  v t  at3.某高速公路边的交通警示牌有如图 所示的标记,表示车辆的瞬时速度不 得超过l00km/h.若车辆驾驶员看到前 车刹车后也相应刹车的反应时间是ls, 假设车辆刹车的加速度相同,安全距 离是保证两车不相碰的距离的2倍,则 车辆行驶在这条公路上的安全距离是 多少米?解：要使两车完全不相碰，当后方车辆完全停止时，两车的间距最 小，又因为两车的加速度相同，初速度相同，故它们两者的减速过 程完全相同，因此，我们可以得知，在后车司机反应的反应时间时 后车车辆比前方车辆多做一段匀速直线运动，由于此时的速度为 v=100km/h=27.8m/s，因此两车恰好不相碰的距离d=vt=27.8m。因为安全距离是该距离的两倍，故安全距离s=27.8×2m=55.6m。