Question

(2010全国初中应用物理知识竞赛题)现代社会汽车大量增加，发生交通事故的一个重要原因是遇到意外情况时车不能立即停止。司机从看到情况到肌肉动作操纵制动器来刹车需要一段时间，这段时间叫反应时间；在这段时间内汽车要保持原速前进一段距离，这段距离叫反应距离。从操纵制动器刹车，到车停下来，汽车又要前进一段距离，这段距离叫制动距离。下面是一个机警的司机驾驶一辆保养得很好的汽车在干燥的水平公路上以不同的速度行驶时，测得的反应距离和制动距离。请回答:

(1)刹车过程中轮胎会发热，这是什么原因?是什么能转化为什么能的过程？

(2)利用上表数据，通过计算求出该司机的反应时间大约是多少秒?

(3)分析上表数据可知，汽车制动距离与行驶速度有什么关系?

(4)为了提醒司机朋友在雨雪天气里注意行车安全，在高速公路旁边设置了“雨雪路滑，减速慢行”的警示牌，请简要说明这句话的物理道理。

速度/km·h-1	40	50	60	80	100
反应距离/m	7	9	11	15	19
制动距离/m	8	13	20	34	54

Answer 1

解析：（1）刹车过程中轮胎发热是由于摩擦引起的，这个过程中机械能转化为内能。

（2）司机的反应时间t等于反应距离s与汽车行驶速度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；

反应时间的平均值t=0.65s.

（3）分析上表数据可知，汽车制动距离与行驶速度的关系是：汽车行驶速度越大，制动距离越大。具体计算可知，当速度增大到原来的2倍时，制动距离约增大到原来的4倍。

（4）雨雪天，道路较滑，汽车所受的刹车阻力较小。在相同的车速的情况下，汽车所受的刹车阻力越小，汽车的运动状态越不容易改变，汽车刹车后滑行的距离就越长，因此汽车就越难停下来，所以为安全起见要减速慢行。