题目内容
(2007?南通模拟)为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离.我国公安部门规定:高速公路上行驶汽车的安全距离为200m,汽车行驶的最高速度为120km/h.请你根据下面提供的资料,通过计算来说明安全距离为200m的理论依据.
资料一:驾驶员的反应时间:0.3s-0.6s之间
资料二:各种路面与轮胎之间的动摩擦因数:
(1)在计算中驾驶员的反应时间应该取多少?为什么?
(2)在计算中路面与轮胎之间的动摩擦因数应该取多少?为什么?
(3)通过你的计算来说明200m为必要的安全距离.
资料一:驾驶员的反应时间:0.3s-0.6s之间
资料二:各种路面与轮胎之间的动摩擦因数:
路面 | 动摩擦因数 |
干沥青与混凝土路面 | 0.7-0.8 |
干碎石路面 | 0.6-0.7 |
湿沥青与混凝土路面 | 0.32-0.4 |
(2)在计算中路面与轮胎之间的动摩擦因数应该取多少?为什么?
(3)通过你的计算来说明200m为必要的安全距离.
分析:(1)反应时间取最大值时,对应的刹车间距最长;
(2)在计算中驾驶员的反应时间取最长,路面与轮胎之间的动摩擦因数取最小,这样汽车刹车滑行的距离最大;
(3)汽车先匀速后匀减速运动;要根据牛顿第二定律求出刹车时汽车的加速度.在汽车最高车速v、司机最长反应时间t、及最小动摩擦因数μ的条件下,由运动学公式分别求出匀速的位移和减速的位移;最后相加得到汽车刹车距离.
(2)在计算中驾驶员的反应时间取最长,路面与轮胎之间的动摩擦因数取最小,这样汽车刹车滑行的距离最大;
(3)汽车先匀速后匀减速运动;要根据牛顿第二定律求出刹车时汽车的加速度.在汽车最高车速v、司机最长反应时间t、及最小动摩擦因数μ的条件下,由运动学公式分别求出匀速的位移和减速的位移;最后相加得到汽车刹车距离.
解答:解:(1)最长的反应时间为0.6s,对应刹车之前最大可能运动距离;
(2)最小的动摩擦因数0.32,对应最大的刹车距离;
(3)考虑最高车速v、最长反应时间t及最小动摩擦因数μ的极限情况下:
s=vt+
=193.6 m≈200 m,因此200m的安全距离是必要的;
答:(1)在计算中取驾驶员的最长反应时间0.6s;
(2)在计算中取最小的动摩擦因数0.32.
(3)如上所示.
(2)最小的动摩擦因数0.32,对应最大的刹车距离;
(3)考虑最高车速v、最长反应时间t及最小动摩擦因数μ的极限情况下:
s=vt+
v2 |
2μg |
答:(1)在计算中取驾驶员的最长反应时间0.6s;
(2)在计算中取最小的动摩擦因数0.32.
(3)如上所示.
点评:本题是实际问题,考查运用物理量知识分析和解决实际问题的能力.要注意在司机的反应时间内,汽车的运动状态没有变化.
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