高中物理 加強練習第一章　2.“剎車類”與行車安全問題

2.“剎車類”與行車安全問題(分值：30分)1~4題每題5分1.(2026·吉林市第一中學質檢)某汽車在平直公路上以108km/h的速度勻速行駛，當前方出現道路故障時智駕系統啟動AEB(自動緊急制動)自動剎車，設此過程做勻減速直線運動，加速度大小為10m/s2，則剎車后第4s內汽車的位移為()A.120m B.40m C.45m D.0答案D解析設汽車運動方向為正方向，由題意可知，汽車的初速度為v0=108km/h=30m/s，加速度為a=-10m/s2根據速度時間公式v=v0+at可得，汽車速度減為0所需的時間為t=0-v0a=-30-10即汽車在3s時完全停止，則剎車后第4s內汽車的位移為0，故選D。2.(2025·廣西示范性高中聯合調研)在某一段筆直的大橋公路上有一汽車遇緊急情況剎車，經1.5s停止，剎車距離為9m。若汽車剎車后做勻減速直線運動，則汽車停止前最后1m位移對應的速度變化量大小為()A.2m/s B.3m/s C.4m/s D.5m/s答案C解析利用逆向思維，根據位移公式有x0=12at02，可知汽車剎車的加速度大小為a=8m根據速度與位移的關系有v12=2ax1，解得v1=4m/s，故汽車停止前最后1m位移對應的速度變化量大小為4m/s，故選3.平直公路上行駛的汽車剎車過程中，位移與時間的關系為x=10+20t-2t2(m)，下列說法正確的是()A.汽車的加速度大小為2m/s2B.汽車在0~6s內發生的位移大小為48mC.汽車的初速度大小為10m/sD.汽車在第4s內和第5s內發生的位移大小之比為3∶1答案D解析根據勻變速運動位移與時間的關系有x=v0t+12at2，與題干中公式x=10+20t-2t2(m)對比，可知初始位置x0=10m，初速度大小為v0=20m/s，加速度a=-4m/s2，故A、C錯誤；根據速度時間公式v=v0+at，可知汽車停下所需時間t=0-v0a=0-20-4s=5s，所以汽車在0~6s內發生的位移就是0~5s內發生的位移，則x=v0+02t=202×5m=50m，故B錯誤；汽車停下需要5s，利用逆向思維，可得汽車做初速度為0的勻加速直線運動，原來第5s內和第4s內的位移相當于逆向過程中第1s內和第2s內的位移，初速度為0的勻加速直線運動在連續相等時間內的位移之比為4.(多選)如圖所示為汽車從發現緊急情況到開始制動到最后停止的直線運動模型，已知反應時間內的位移為s1，勻減速的位移為s2，下列說法正確的是()A.若反應時間為t1，則制動的加速度大小為sB.若制動的時間為t2，則勻速行駛的速度為2C.若制動的加速度大小為a，則從發現緊急情況到停止的總時間為2s1D.若制動的加速度大小為a，則從發現緊急情況到停止的平均速度為(答案BD解析若反應時間為t1，則開始制動的初速度為v0=s1t1，由勻減速直線運動的規律可得制動的加速度大小為a=v022s若制動的時間為t2，設開始制動的初速度為v0(即勻速行駛的速度)，由勻減速直線運動的規律可得s2=v02t2，解得v0=2s由a=s122s2t12，可得t1=s12as2，由逆向思維，根據勻變速直線運動的規律可得s2=12at22，解得t從發現緊急情況到停止的平均速度為v=s1+s2t5.(10分)一輛汽車沿足夠長的長直坡路勻速向下行駛，已知坡路的傾角為α=30°，汽車的速度大小為v1=10m/s，汽車司機突然發現前方Δx=17.5m處有一輛自行車，正以v2=5m/s的速度勻速向下行駛，汽車司機經Δt=0.5s的時間后踩下剎車，使汽車沿坡路向下做勻減速直線運動，重力加速度g取10m/s2。求：(1)(5分)為了避免交通事故，汽車制動后加速度的最小值；(2)(5分)如果汽車在制動時未啟動防抱死裝置，車輪與坡面之間的動摩擦因數為μ=23答案(1)56m/s2解析(1)汽車在Δt=0.5s時間內的位移為x1=v1·Δt=5m自行車在Δt=0.5s時間內的位移為x2=v2·Δt=2.5m汽車制動時距離自行車的間距為x0=Δx+x2-x1=15m當兩車的速度相等時剛好沒有相碰，汽車制動的加速度最小，設經時間t1兩者速度相等，汽車制動加速度大小為a，則有v1-at1=v2，又(v1+v2)t1代入數據解得a=56m/s(2)如果汽車在制動時未啟動防抱死裝置，則汽車的滑動摩擦力大小為Ff=μmgcosα對汽車由牛頓第二定律得mgsinα-Ff=ma'，聯立解得a'=-1m/s2設汽車經過時間t2與自行車共速，