粵教版物理必修一作業(yè)：第2章 第4節(jié) 勻變速直線運動與汽車行駛安全

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1、
第四節(jié)　勻變速直線運動與汽車行駛安全 1．反應(yīng)時間是指從人發(fā)現(xiàn)情況到________________所經(jīng)過的時間． 2．反應(yīng)距離是指在________時間內(nèi)汽車以________的速度行駛所通過的距離． 3．剎車距離是指從______________開始，到汽車完全停下來，汽車做減速運動所通過的距離． 4．汽車正常行駛時的停車距離應(yīng)該為____________和____________之和，汽車之間的距離大于這一距離行駛，屬于安全行駛距離．在通常情況下，駕駛者的反應(yīng)時間與其________________、____________和______________有關(guān)．平均

2、約為______ s．駕駛員酒后的反應(yīng)時間則至少會增加________倍． 5．至今為止，已經(jīng)學(xué)習(xí)到的勻變速運動學(xué)公式有：____________、________________、________________、________、________、____________和____________． 6．汽車在平直公路上以10 m/s的速度做勻速直線運動，由于接到任務(wù)，需加速前進，其加速度大小為3 m/s2，則汽車加速4 s，其速度為多大？加速5 s后呢？ 7．一輛公共汽車由靜止出發(fā)做勻加速直線運動，加速度大小為2 m/s2,6 s

3、后改做勻速直線運動，快到下一站時關(guān)閉發(fā)動機做勻減速直線運動，再經(jīng)過12 s停止，求： (1)汽車勻速行駛的速度； (2)汽車關(guān)閉發(fā)動機后的加速度． 【概念規(guī)律練】 知識點一　行車安全問題 1．某輛汽車剎車時能產(chǎn)生的最大加速度值為10 m/s2.司機發(fā)現(xiàn)前方有危險時，0.7 s后才能做出反應(yīng)，馬上制動，這個時間稱為反應(yīng)時間．若汽車以20 m/s的速度行駛，問停車距離為多少？ 2．汽車在高速公路上行駛的速度為108 km/h，若駕駛員發(fā)現(xiàn)前方80 m處發(fā)生了交通事故，馬上緊急剎車，汽

4、車以恒定的加速度經(jīng)過4 s才停下來，問汽車是否會有安全問題？ 知識點二　汽車剎車時間和剎車距離問題 3．由靜止開始做勻加速直線運動的汽車，第1 s內(nèi)通過的位移為0.4 m，問： (1)汽車在第1 s末的速度為多大？ (2)汽車在第2 s內(nèi)通過的位移為多大？ 4．汽車以40 km/h的速度勻速行駛． (1)若汽車以0.6 m/s2的加速度加速，則10 s后速度能達到多少？ (2)若汽車剎車以0.6 m/s2的加速度減速，則10 s后速度減為多少？ (3)若汽車剎

5、車以3 m/s2的加速度減速，則10 s后速度為多少？ 【方法技巧練】 一、利用v－t圖象求解位移 5．(雙選)某人騎自行車在平直道路上行進，圖1中的實線記錄了自行車開始一段時間內(nèi)的v－t圖象．某同學(xué)為了簡化計算，用虛線作近似處理，下列說法正確的是(　　) 圖1 A．在t1時刻，虛線反映的加速度比實際的大 B．在0～t1時間內(nèi)，由虛線計算出的平均速度比實際的大 C．在t1～t2時間內(nèi)，由虛線計算出的位移比實際的大 D．在t3～t4時間內(nèi)，虛線反映的是勻速直線運動 二、追及問題的解題技巧 6．小車

6、從靜止開始以1 m/s2的加速度前進，車后相距s0＝25 m處，與車運動方向相同的某人同時開始以6 m/s的速度勻速追車，問能否追上？若追不上，求人、車間的最小距離為多少？ 1．從靜止開始做勻加速直線運動的物體，第2 s內(nèi)通過的位移為0.9 m，則(　　) A．第1 s末的速度為0.8 m/s B．第1 s內(nèi)通過的位移是0.45 m C．加速度為0.6 m/s2 D．前3 s內(nèi)的位移是1.2 m 圖2 2．(雙選)某物體運動的速度圖象如圖2所示．根據(jù)圖象可知 (　　) A．0～2 s內(nèi)的加速度為1 m/s2 B．0～5 s內(nèi)的位

7、移為10 m C．第1 s末與第3 s末的速度方向相同 D．第1 s末與第5 s末加速度方向相同 3．一輛勻加速行駛的汽車，經(jīng)過路旁兩根電線桿共用5 s時間，汽車的加速度為2 m/s2，它經(jīng)過第2根電線桿時的速度為15 m/s，則汽車經(jīng)過第1根電線桿的速度為(　　) A．2 m/s B．10 m/s C．2.5 m/s D．5 m/s 4．圖3是某物體做直線運動的v－t圖象，由圖象可得到的正確結(jié)果是(　　) 圖3 A．t＝1 s時物體的加速度大小為1.0 m/s2 B．t＝5 s時物體的加速度大小為0.75 m/s2 C．第3 s

8、內(nèi)物體的位移為1.5 m D．物體在加速過程的位移比減速過程的位移大 5．一輛汽車以20 m/s的速度沿平直路面行駛，當(dāng)汽車以5 m/s2的加速度剎車時，則剎車2 s內(nèi)與剎車6 s內(nèi)的位移之比為(　　) A．1∶1 B．3∶4 C．3∶1 D．4∶3 6．如圖4所示是兩個物體A和B由同一地點出發(fā)沿同一直線向同一方向運動的速度—時間圖象．由圖象可知，A、B出發(fā)的情況不可能為(　　) 圖4 A．A、B同時開始運動 B．A、B的初速度均為零 C．開始時A的速度變化比B慢 D．開始一段時間內(nèi)，A在B前面 題 號 1 2 3 4

9、 5 6 答 案 7.美國“肯尼迪”號航空母艦上裝有幫助飛機起飛的彈射系統(tǒng)．已知“F－15”型戰(zhàn)斗機在跑道上加速時產(chǎn)生的最大加速度為5.0 m/s2，起飛的最小速度是50 m/s，彈射系統(tǒng)能夠使飛機所具有的最大速度為30 m/s，則飛機起飛時在跑道上至少加速多長時間才能起飛？ 8．火車沿平直鐵軌勻加速前進，通過某一路標(biāo)時的速度為10.8 km/h，1 min后變成54 km/h，又需經(jīng)多長時間，火車的速度才能達到64.8 km/h?

10、 9．汽車以10 m/s的速度在平直公路上勻速行駛，剎車后經(jīng)2 s速度變?yōu)? m/s，求： (1)剎車后2 s內(nèi)前進的距離及剎車過程中的加速度； (2)剎車后前進9 m所用的時間； (3)剎車后8 s內(nèi)前進的距離． 10．汽車以15 m/s的速度勻速行駛，司機發(fā)現(xiàn)前方有危險，在0.8 s后才能作出反應(yīng)，實施制動，這個時間稱為反應(yīng)時間．若汽車剎車時能產(chǎn)生的最大加速度為5 m/s2，從汽車司機發(fā)現(xiàn)前方有危險到剎車后汽車完全停下來，汽車所通過的距離叫剎車距離．求： (1)在反應(yīng)時間內(nèi)汽車行駛的距離； (2)剎車

11、后汽車行駛的距離． 第四節(jié)　勻變速直線運動與汽車行駛安全 課前預(yù)習(xí)練 1．采取相應(yīng)的行動 2．反應(yīng)　原來 3．制動剎車 4．反應(yīng)距離　剎車距離　注意力集中程度　駕駛經(jīng)驗　體力狀態(tài)　0.5～1.5　2～3 5．vt＝v0＋at　s＝v0t＋at2?。健＝t　Δs＝at2　v＝t　v－v＝2as 6．22 m/s　25 m/s 7．(1)12 m/s　(2)－1 m/s2 解析　(1)勻速行駛的速度即為勻加速6 s時的速度 v2＝v1＝a1t1＝2×6 m/s＝12 m/s. (2)對勻減速直線運動，由運動學(xué)公式vt

12、＝v0＋at得 a2＝ m/s2＝－1 m/s2. 課堂探究練 1．34 m 解析　反應(yīng)距離s1＝v0t＝20×0.7 m＝14 m 剎車距離s2＝＝ m＝20 m 停車距離s＝s1＋s2＝(14＋20) m＝34 m 2．不會 解析　選汽車初速度方向為正方向，其加速度為 a＝＝ m/s2＝－7.5 m/s2 汽車由剎車到停止所經(jīng)過的位移為 s＝v0t＋at2＝[30×4＋×(－7.5)×42] m＝60 m 由于前方距離有80 m，汽車經(jīng)過60 m就已停下來，所以不會有安全問題． 3．(1)0.8 m/s　(2)1.2 m 解析　(1)由s＝at2得a＝＝ m/s

13、2＝0.8 m/s2， 所以汽車在第1 s末的速度為v1＝at＝0.8×1 m/s＝0.8 m/s. (2)汽車在前2 s內(nèi)通過的位移為s′＝at′2＝×0.8×22 m＝1.6 m，所以第2 s內(nèi)汽車的位移為：s2＝s′－s＝1.6 m－0.4 m＝1.2 m. 點評　(1)解此類問題時，可以畫草圖幫助分析． (2)對于運動學(xué)問題，往往可以用多種方法解決，例如本題，同學(xué)們可以思考一下其他的方法． (3)運動學(xué)問題中利用位移公式解題時，往往容易忽視公式中物理量的方向，公式s＝v0t＋at2中，v0、a、s都是矢量． (4)求第n秒內(nèi)的位移要用公式Δsn＝sn－sn－1，而同學(xué)們往往

14、求成前n秒的位移． 4．(1)17 m/s　(2)5 m/s　(3)0 解析　(1)初速度v0＝40 km/h≈11 m/s， 加速度a＝0.6 m/s2，時間t＝10 s. 10 s后的速度為 v＝v0＋at＝11 m/s＋0.6×10 m/s＝17 m/s. (2)汽車剎車所用時間t1＝＝ s>10 s， 則v1＝v0－a1t＝11 m/s－0.6×10 m/s＝5 m/s. (3)汽車剎車所用時間t2＝＝ s<10 s，所以10 s后汽車已經(jīng)剎車完畢，則10 s后汽車速度為零． 點評?、傥矬w做勻減速運動時，必須考慮減速為零后能否返回，若此后物體停止不動，則此后任一時刻

15、速度均為零，不能用公式vt＝v0＋at來求速度． ②處理“剎車問題”要先判斷剎車所用的時間t0.若題目所給時間tt0，則t秒末的速度為零． 5．BD　[在v－t圖象中斜率表示加速度的大小，圖線與橫軸圍成的面積的數(shù)值表示位移的大?。趖1時刻，虛線的斜率小于實線的斜率，故虛線反映的加速度比實際的小，A錯；在0～t1時間內(nèi)，虛線圍成的面積大于實線圍成的面積，故由虛線計算出的平均速度比實際的大，B正確；在t1～t2時間內(nèi)，虛線圍成的面積比實線圍成的面積小，故C錯；在t3～t4時間內(nèi)，虛線平行于t軸，故反映的是勻速直線運動，D正確．]

16、 方法總結(jié)　(1)在v－t圖象中，圖線的斜率表示物體的加速度，而圖象與時間軸所圍的面積的數(shù)值表示這段時間內(nèi)物體所發(fā)生的位移的大小． (2)利用v－t圖象分析直線運動問題要比利用其他方法更直觀、更簡便． 6．見解析 解析　解法一：物理法 人的速度只要大于車的速度，兩者的距離就越來越??；人的速度小于車的速度，兩者的距離就越來越大，那么，當(dāng)兩者速度相等時，是人追上車的臨界條件．兩者速度相等時，有v＝at，t＝＝ s＝6 s，人的位移：s1＝vt＝6×6 m＝36 m，車的位移s2＝＝ m＝18 m．s2＋s0＝18 m＋25 m＝43 m>s1＝36 m，因此人追不上車．最小距離為：Δs＝s

17、2＋s0－s1＝43 m－36 m＝7 m. 解法二：圖象法 作出人與車的v－t圖象，如右圖所示，可以看出人追車的最大距離就是圖中有斜線部分的三角形的面積，該面積所對應(yīng)的位移s＝ m＝18 m<25 m，說明人追不上車，人與車的最小距離Δsmin＝s0－s＝25 m－18 m＝7 m. 課后鞏固練 1．C 2．AC　[由圖象可知0～2 s內(nèi)的加速度a＝ m/s2＝1 m/s2，A對；0～5 s內(nèi)的位移s＝ m＝7 m，B錯；第1 s末與第3 s末的速度都為正，C對；第1 s末加速度為正，第5 s末加速度為負(fù)，D錯．] 3．D　[根據(jù)vt＝v0＋at，v0＝vt－at＝15 m/

18、s－2×5 m/s＝5 m/s，D正確．] 4．B 5．B　[汽車剎車后最終靜止，應(yīng)先求汽車運動的最大時間，由vt＝v0＋at得，t＝＝ s＝4 s，即剎車后，汽車運動4 s,6 s內(nèi)的位移即4 s內(nèi)的位移，因為s2＝v0t1＋at，得s2＝20×2 m＋×(－5)×22 m＝30 m，s4＝20×4 m＋×(－5)×16 m＝40 m＝s6，所以s2∶s6＝3∶4.] 6．C　[t＝0時，二者速度皆為零．開始運動后的一段時間內(nèi)，aA>aB，因此vA>vB.故本題選C.] 7．4.0 s 解析　飛機在跑道上運動的過程中，當(dāng)有最大初速度、最大加速度時，起飛所需時間最短，故有 vt＝v

19、0＋at，t＝＝ s＝4.0 s 則飛機起飛時在跑道上至少應(yīng)有4.0 s的加速時間． 8．15 s 9．(1)16 m?。? m/s2　(2)1 s　(3)25 m 解析　(1)取初速度方向為正方向，汽車剎車后做勻減速直線運動，由vt＝v0＋at得a＝＝ m/s2＝－2 m/s2，負(fù)號表示加速度方向與初速度方向相反． 再由s＝v0t＋at2可求得s＝16 m，也可以用平均速度求解，s＝·t＝16 m. (2)由位移公式s＝v0t＋at2，可得9＝10t＋×(－2)t2，解得t1＝1 s(t2＝9 s．不符合實際，舍去)，即前進9 m所用時間為1 s. (3)設(shè)汽車剎車所用最長時間為t′，則汽車經(jīng)過時間t′速度變?yōu)榱悖伤俣裙絭t＝v0＋at可得t′＝5 s，即剎車5 s汽車就已停止運動，在8 s內(nèi)位移即為5 s內(nèi)位移s＝v0t′＋at′2＝(10×5) m＋[×(－2)×52] m＝25 m. 10．(1)12 m　(2)22.5 m 解析　(1)在反應(yīng)時間內(nèi)汽車做勻速直線運動，其位移為s1＝v0t1＝15×0.8 m＝12 m. (2)由開始制動到速度為零的時間t2＝＝ s＝3 s. 汽車制動后做勻減速直線運動，位移s2＝v0t2－at＝(15×3－×5×32) m＝22.5 m.