20xx粵教版高中物理必修一24勻變速直線運動與汽車行駛安全-wenkub
2022-11-30 14:07:15 本頁面
【正文】 為在勻變速運動的位移表達(dá)式中有時間的二次方，我們可以列出位移方程．利用二次函數(shù)求極值的方法求解，有時也可借助 v － t 圖象進行分析． 【典例 1 】 若我國高速公路的最高車速限制為 120 k m /h . 設(shè)某人駕車正以最高時速沿平直高速公路行駛，該車剎車的加速度大小為 5 m /s2，司機的反應(yīng)時間為 s ．試計算行駛時的安全 距離？ 解析 汽車原來的速度 v 0 ＝ 120 km /h ＝ m /s. 在反應(yīng)時間 t 1 ＝ s 內(nèi)汽車做勻速直線運動的位移 s 1 ＝ v 0 t 1 ＝ m . 剎車后，汽車做勻減速直線運動，其位移為 s 2 ＝v202 a＝ 1 m . 所以行駛時的安全距離為 1 m ＋ m ＝ m . 答案 134 .2 m 借題發(fā)揮 ( 1) 反應(yīng)距離＝車速 反應(yīng)時間，可見反應(yīng)距離的大小由車的初速度和反應(yīng)時間決定．車速一定的情況下，反應(yīng)越快即反應(yīng)時間越短越安全． ( 2) 剎車過程做 勻減速運動，其剎車距離的大小取決于車的初速度和路面的粗糙程度． ( 3) 安全距離必須大于或等于停車距離，分析時停車距離要分兩段 ( 反應(yīng)距離和剎車距離 ) 研究，最好結(jié)合實際情況畫出情境圖． 【變式 1 】 高速公路給人們出行帶來了方便，但是因為在高速公路上行駛的車輛速度大，霧天往往出現(xiàn)十幾輛車追尾連續(xù)相撞的事故，因此大霧天要關(guān)閉高速公路．如果汽車在高速公路上正常行駛的速度為 120 k m /h ，汽車剎車產(chǎn)生的最大加速度為 8 m /s2. 某天有薄霧，能見度約為 40 m ，為安全行駛，避免追尾連續(xù)相撞，汽車行駛速度應(yīng)作何限制？ ( 設(shè) 司機反應(yīng)時間為 s) 解析 可以要求車在 40 m 的位移內(nèi)速度減為零，或者要求在速度減為零的時間內(nèi)前進的位移不超過 40 m . 在反應(yīng)時間內(nèi)車仍做勻速行駛． 設(shè)限制時速為 v ′ ，則： v ′ ＋0 － v ′22 a≤ 40( a ＝－ 8 m /s2) 解得： v ′ ≤ 21 m /s ＝ km /h . 答案 應(yīng)小于 75. 6 km /h 【典例 2 】 一輛汽車在十字路口等候綠燈，當(dāng)綠燈亮?xí)r汽車以 3 m /s2的加速度開始行駛，恰在這時一輛自行車以 6 m /s 的速 度勻速駛過來．試求： ( 1) 汽車從路口開動后，在追上自行車之前經(jīng)過多長時間兩車相距最遠(yuǎn)？此時距離是多少？ ( 2) 什么時候汽車追上自行車，此時汽車的速度是多少？ 解析 關(guān)于第一問： 解法一： ( 緊緊抓住 “ 速度關(guān)系 ” 及 “ 位移關(guān)系
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