Question

現(xiàn)代社會汽車大量增加，發(fā)生交通事故的一個重要原因是遇到意外情況時車不能立即停止．司機(jī)從看到情況到肌肉動作操縱制動器來剎車需要一段時間，這段時間叫反應(yīng)時間；在這段時間內(nèi)汽車要保持原速前進(jìn)一段距離，這段距離叫反應(yīng)距離．從操縱制動器剎車，到車停下來，汽車又要前進(jìn)一段距離，這段距離叫制動距離．下面是一個機(jī)警的司機(jī)駕駛一輛保養(yǎng)得很好的汽車在干燥的 水平公路上以不同的速度行駛時，測得的反應(yīng)距離和制動距離．

請回答：（ 1）剎車過程中輪胎會發(fā)熱，這是什么原因？是什么能轉(zhuǎn)化為什么能的過程？
（2）利用上表數(shù)據(jù)，通過計算求出該司機(jī)的反應(yīng)時間大約是多少秒？
（3）分析上表數(shù)據(jù)可知，汽車制動距離與行駛速度有什么關(guān)系？
（4）為了提醒司機(jī)朋友在雨雪天氣里注意行車安全，在高速公路旁邊設(shè)置了“雨雪路滑，減速慢行”的警示牌，請簡要說明這句話的物理道理．

Answer 1

分析：（1）剎車過程中輪胎發(fā)熱是由于摩擦引起的，這個過程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（2）司機(jī)的反應(yīng)時間得于反應(yīng)距離s與汽車行駛速度v的比值，即t=

s

v

；
需要注意式中物理量都必須用國際單位，因此，需要把第一行中的速度單位轉(zhuǎn)化為m/s；
然后計算五種情況下反應(yīng)時間t，再取平均值可計算結(jié)果都在0.6s～0.7s之間；
（3）分析題中所給數(shù)據(jù)表可知，汽車的行駛速度越大制動距離越大；
具體計算可知，當(dāng)速度增加為原來的2倍時，制動距離約增加為原來的4倍；
（4）雨雪天，道路較滑，汽車所受的剎車阻力較�。�
在相同車速的情況下，汽車所受的剎車阻力越小，汽車的運(yùn)動狀態(tài)越不易改變，汽車剎車后滑行的距離就越長，因此汽車就越難停下來，所以為安全起見要減速慢行．

解答：解：（1）剎車過程中輪胎發(fā)熱是由于摩擦引起的，這個過程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（2）以第一組數(shù)據(jù)為例40km/h≈11m/s；
t=

s

v

=

7m

11m/s

=0.64s，依次計算不同速度下司機(jī)的反應(yīng)時間，可得出其大至的范圍為0.62s-0.68s；
（3）由表中數(shù)據(jù)可知：速度由40km/h到100km/h，對應(yīng)的制動距離由8m到54m，故知：行駛速度越大制動距離越長．
（4）雨雪路滑，接觸面的粗糙程度減小，摩擦力減小．汽車制動后，由于慣性仍向前運(yùn)動，摩擦力越小越不易停下來，所以要減速慢行．

點評：本題考查速度公式的應(yīng)用和能量轉(zhuǎn)化的有關(guān)問題，關(guān)鍵是理解反應(yīng)時間和反應(yīng)距離是與車速對應(yīng)的，也是此題的難點．