高一—粵教版—物理—第二單元

第五節

勻變速直線運動與汽車安全行駛(1)知道汽車行駛的反應時間和剎車時間，能用運動學公式求解反應距離和剎車距離，培養運用物理學規律解決實際問題的習慣。(2)能分析汽車行駛的實際問題，能綜合應用勻變速直線運動的規律，解決汽車行駛的復雜問題，在對汽車行駛不同階段的分析、推斷中，培養綜合分析科學推理的思維習慣。教學目標(3)通過汽車行駛安全問題與物理規律的關系探究，理解物理與生活、社會的關系(4)能通過計算推斷飲酒發生交通事故的危害，培養應用物理學工具防止危害事故發生的習慣和責任，具有應用科學保障社會安全的責任教學目標課前引入根據我國道路交通管理的相關規定，同一車道行駛的機動車，后車必須根據行駛速度、天氣和路面情況，與前車保持必要的安全距離。如圖所示為安全距離示意圖，該圖標出了一般情況下汽車在不同行駛速度下所對應的大致安全距離。課本P53頁

例題1:一輛汽車在高速公路上行駛的速度為108km/h。當駕駛員發現前方80m處發生了交通事故時，馬上緊急剎車，并以7.5m/s2的恒定加速度減速行駛。該汽車行駛是否會出現安全問題?解：剎車后汽車做勻減速直線運動。設其加速度為a，從剎車到停止運動通過的位移為s，選定汽車行駛的初速度方向為正方向。依題意，汽車的初速度為即，末速度根據汽車由剎車到停車所經歷的位移為由于前方距離有，汽車經過就會停下。課本P53頁

例題2:在例題1中，我們沒有考慮到駕駛員的反應時間，但在現實生活中，反應時間是行車安全中不可忽略的一個因素。如果駕駛員看到交通事故時的反應時間是0.5s，該汽車行駛是否會出現安全問題?解：在駕駛員剎車前，汽車做勻速直線運動，位移為S1。剎車后汽車做勻減速直線運動，位移為S2現選定汽車行駛的初速度方向為正方向。汽車做勻速直線運動的位移為汽車做勻減速直線運動的位移解法同例題1，汽車停下的實際位移為由于前方距離有，所以不會發生安全問題。課本P53頁

例題3:一般人的剎車反應時間為t0=0.5s，但飲酒會引起反應時間延長。在某次試驗中，一名志愿者少量飲酒后駕車以v0=72km/h的速度在試驗場的水平路面上勻速行駛。從發現緊急情況到汽車停下，行駛距離為L=39m。減速過程中汽車位移s=25m，此過程可以視為勻變速直線運動。求:(l)減速過程中汽車加速度的大小和所用時間。(2)飲酒使志愿者的反應時間延長了多少?解:(l)依題意，汽車初速度，末速度設減速過程中加速度的大小為a，所用時間為t，通過的位移為s，選定汽車行駛的初速度方向為正方向。有，，代入數據得(2)設志愿者的反應時間為t'，反應時間的延長值為?t，則代入數據得反應時間的延長值為若例題2中的駕駛員是酒后駕駛，是否會出現安全問題?

若駕駛員酒后駕駛，則反應時間t'=0.7s，反應距離：s1=v0t'=21m，得s1+s2=81m>80m，會出現安全問題！

由于飲酒會引起反應時間延長，而在反應時間內，汽車仍以原來的速度做勻速直線運動，所以司機的反應遲緩，會導致汽車滑行的距離增長，增加了交通安全隱患。因此，《中華人民共和國道路交通安全法》明確規定:嚴禁酒后開車!

汽車制動性能是影響汽車行駛安全的重要性能之一。許多交通事故都是由汽車制動距離過長、緊急制動時喪失方向穩定性等因素造成的。汽車制動的基本原理就是利用摩擦力消耗汽車的動能，最終使汽車停下來。隨著科技的發展，各種各樣的制動技術被應用于汽車制造，以提高汽車的安全性能。

防抱死制動系統(ABS，Anti-LockBrakingSystem)沒有裝配ABS的汽車在緊急制動時，如果四個輪子被完全抱死，汽車將喪失轉向能力，汽車受到輕微的側向力(比如行駛在傾斜的路面或者壓到一塊小石頭)，就有可能發生側滑，甚至側翻。從被動到主動的汽車制動

裝配了ABS的汽車在剎車時，ABS通過控制剎車油壓來控制汽車的制動力，使車輪既受到制動又不致抱死，直至汽車完全停下來。ABS能顯著改善汽車的制動性能，有效保障駕駛員與乘客的安全。電子制動力分配(EBD，ElectronicBrakeforceDistribution)EBD技術在本質上是ABS的輔助功能。汽車制動時，如果四個輪子附著地面的情況不同，其與地面的摩擦力也不同，汽車在制動時就容易導致打滑、傾斜和側翻等。EBD的功能就是在汽車制動的瞬間，探測四個輪子受到的地面摩擦力，然后調整制動裝置，使汽車制動力與其所受的地面摩擦力相匹配，以保證汽車剎車過程的平穩與安全。從被動到主動的汽車制動

電子穩定程序（ESP，ElectronicstabilityProgram)ESP系統由傳感器、ECU（中央控制處理單元)和執行器三大部分組成。在電腦實時監控汽車行駛狀態的前提下，ESP對發動機及制動系統進行干預和調控。ESP最重要的特點就是它的主動性。如果說ABS和EBD＋ABS是被動地作出反應，那么ESP就可以做到防患于未然。ABS、EBD和ESP等保障汽車安全行駛的技術與物理學息息相關，可以說，物理知識的運用推動了技術的不斷發展。從被動到主動的汽車制動謝謝觀看高一—粵教版—物理—第二單元

勻變速直線運動與汽車安全行駛

答疑l."殲-l0"戰斗機著陸時的速度很大,可用阻力傘使它減速（如圖所示).假設一架"殲-l0"戰斗機在一條筆直的水平跑道上著陸,剛著陸時速度為l20m/s,在著陸的同時立即打開阻力傘.由于地面的摩擦作用,戰斗機的加速度為6m/s2.這條跑道至少要多長?解：在這道題中，飛機在跑道上的運動可視為勻減速直線運動，假定飛機著陸的初速度方向為正方向,根據勻變速直線運動位移與速度的關系

，我們可以求得

即這條跑道至少長1200m。2.按規定，卡車在市區行駛的速度不得超過40km/h。一輛卡車在緊急情況下剎車，測得卡車滑行過程中車輪在路面上擦過的筆直的痕跡長9m。從監控資料上知道，該車急剎車后經過l.5s停止。試判斷該車是否超速。解：在道路上發生安全事故時，現場通過剎車痕跡以及汽車的剎車時間就判斷汽車減速前的初始速度，因此剎車痕跡是交通警察還原事故真相、判斷事故責任方的重要依據，在本題中，卡車剎車后做勻減速直線運動，末速度為0，則有

，

，代入t=1.5s，s=9m可得v=12m/s=43.2km/h，因此該卡車超速。3.某高速公路邊的交通警示牌有如圖所示的標記,表示車輛的瞬時速度不得超過l00km/h.若車輛駕駛員看到前車剎車后也相應剎車的反應時間是ls,假設車輛剎車的加速度相同,安全距離是保證兩車不相碰的距離的2倍,則車輛行駛在這條公路上的安全距離是多少米?解：要使兩車完全不相碰，當后方車輛完全停止時，兩車的間距最小，又因為兩車的加速度