第五节匀变速直线运动与汽车安全行驶[核心素养·明目标]核心素养学习目标物理观念知道汽车刹车过程中的反应时间的概念，理解刹车距离，并能解释现实生活中的现象．科学思维掌握汽车刹车的问题处理方法，并会计算推理，能解决相关物理问题．科学探究能探究正常驾驶与酒后驾驶的刹车问题，学会交流与合作．科学态度与责任体会实际生活与科学规律的密切联系，增强学生安全意识．1．反应时间：从司机意识到应该停车至操作刹车的时间．2．反应距离：在反应时间内，汽车以原来的速度做匀速直线运动，驶过的距离叫作反应距离．3．刹车距离：从驾驶员刹车开始，汽车以原行驶速度为初速度，做匀减速直线运动，到汽车完全停下来所通过的距离叫作刹车距离．4．停车距离：反应距离与刹车距离之和．汽车运动模型是将汽车的启动过程、行驶过程和刹车过程分别简化为匀加速直线运动、匀速直线运动和匀减速直线运动．(1)反应距离的大小取决于反应时间的长短和汽车速度的大小．(√)(2)刹车距离指从制动刹车开始汽车减速行驶到停止所走过的距离．(√)(3)停车距离应大于安全距离．(×)(4)一辆汽车以36km/h的速度在公路上行驶，司机看见前面有障碍物立即以2.5m/s2的加速度刹车，5s后汽车的位移为20m．考点1汽车行驶安全问题一载有十几吨小麦的货车在高速公路上发生侧翻事故，后经调查，事故车辆行驶证核载1.5吨，实载10吨，严重超载引起后轮爆胎，车辆失控侧翻．假设该车以54km/h的速率匀速行驶，发现障碍物时司机刹车，货车立即做匀减速直线运动，加速度的大小为2.5m/s2(不超载时则为5m/s2)．请探究：(1)汽车超载时刹车距离是多大？(2)汽车不超载时刹车距离又是多大？提示：(1)超载时：s1＝eq\f(0－v\o\al(2,0),2a1)解s1＝45m．(2)不超载时：s2＝eq\f(0－v\o\al(2,0),2a2)＝22.5m＜45m，说明汽车不要超载．[归纳例证]1．反应距离s1＝车速v0×反应时间t，其中反应时间是从发现情况到采取相应行动经过的时间．在车速一定的情况下，反应越快即反应时间越短越安全．2．刹车距离：刹车过程做匀减速直线运动，其刹车距离s2＝eq\f(v\o\al(0,2),2a)，大小取决于初速度v0和刹车的加速度．3．安全距离即停车距离，包含反应距离和刹车距离两部分．4．影响安全距离的因素(1)主观因素：司机必须反应敏捷，行动迅速，沉着冷静，具有良好的心理素质，不能酒后驾车，不能疲劳驾驶，精力高度集中等．(2)客观因素：汽车的状况、天气和路面是影响安全距离的重要因素，雨天路面湿滑，冬天路面结冰，轮胎磨损严重等都会造成刹车距离的增大．【典例1】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24m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，反应时间为t＝0.6s．经测量，路面刹车痕迹为s＝14.4m，该汽车是否违章驾驶？是否会有安全问题？思路点拨：反应时间内汽车做匀速直线运动，刹车为匀减速直线运动．[解析]依据题意，可画出运动示意图．刹车痕迹长度即为刹车距离，由veq\o\al(2,t)－veq\o\al(2,0)＝2as得汽车刹车前的速度v0＝eq\r(v\o\al(2,t)－2as)＝eq\r(0－2×－5×14.4)m/s＝12m/s＝43.2km/h>40km/h．所以该汽车违章驾驶在反应时间内匀速行驶的位移s1＝v0t＝12×0.6m＝7.2m，停车距离Δs＝s1＋s＝7.2m＋14.4m＝21.6m由于Δs＜24m，所以该车不存在安全问题，不会发生交通事故．[答案]见解析解决行驶安全问题比较理想的方法(1)画出刹车过程草图，找出每一段的位移关系．(2)刹车时借助a，用公式veq\o\al(2,t)－veq\o\al(2,0)＝2as而避开刹车时间的求解，比较方便，公式选取要灵活．(3)可采用逆向思维法，即把运动倒过来看成是初速度为零的匀加速直线运动．若此司机是酒后驾驶，反应时间总长为1.0s是否会发生交通事故？[解析]酒后反应时间t′＝1.0s反应距离s1′＝v1t′＝12m停车距离Δs′＝s1′＋s＝12m＋14.4m＝26.4m＞24m会发生交通事故．[答案]见解析[跟进训练]1．一辆汽车在平直公路上行驶，刹车前速度大小为90km/h，刹车时获得的加速度大小为10m/s2，求：(1)汽车开始刹车后10s内滑行的距离x0；(2)汽车从开始刹车到位移为30m所经历的时间；(3)汽车静止前1s内滑