Question

(2010全國初中應(yīng)用物理知識競賽題)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。下面是一個機警的司機駕駛一輛保養(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。

速度/km·h-1	40	50	60	80	100
反應(yīng)距離/m	7	9	11	15	19
制動距離/m	8	13	20	34	54

Answer 1

解析：（1）剎車過程中輪胎發(fā)熱是由于摩擦引起的，這個過程中機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

（2）司機的反應(yīng)時間t等于反應(yīng)距離s與汽車行駛速度v的比值，即t=s/v。

v₁=40km/h=100/9m/s，t₁=s₁/v₁=0.63s；

v₂=50km/h=125/9m/s，t₂=s₂/v₂=0.65s；

v₃=60km/h=50/3m/s，t₃=s₂/v₂=0.66s；

v₄=80km/h=200/9m/s，t₄=s₄/v₄=0.68s；

v₅=100km/h=250/9m/s，t₅=s₅/v₅=0.68s；

反應(yīng)時間的平均值t=0.65s.

（3）分析上表數(shù)據(jù)可知，汽車制動距離與行駛速度的關(guān)系是：汽車行駛速度越大，制動距離越大。具體計算可知，當(dāng)速度增大到原來的2倍時，制動距離約增大到原來的4倍。

（4）雨雪天，道路較滑，汽車所受的剎車阻力較小。在相同的車速的情況下，汽車所受的剎車阻力越小，汽車的運動狀態(tài)越不容易改變，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。