题目内容

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.(取g=10m/s2.)
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
下雨后湿的沥青与混凝土路面0.32~0.4
(1)在计算中驾驶员的反应时间、路面与轮胎之间的动摩擦因数应各取多少?
(2)通过你的计算来说明200m为必要的安全距离.
【答案】分析:(1)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.
(2)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,由运动学公式求出汽车刹车距离.
解答:解:
(1)取最长的反应时间0.6s,最小的动摩擦因数0.32.       
(2)根据牛顿第二定律,汽车刹车时的加速度
    
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
反应距离  s1=vt=33.33×0.6≈20m
制动距离  
刹车距离  s=s1+s2=20+174=194m≈200m
因此200m的安全距离是必要的.                 
答:
(1)在计算中驾驶员取最长的反应时间0.6s,最小的动摩擦因数0.32.
 (2)见上.
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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