在物理習(xí)題教學(xué)中滲透交通安全意識(shí)的探索

摘要：對(duì)交通安全教育長(zhǎng)期以來(lái)傳統(tǒng)的死板說(shuō)教和印發(fā)宣傳單效果有限，教育方式和教育素材都需要一些新的變化。筆者經(jīng)過(guò)探索，認(rèn)為高中物理中有很多習(xí)題可以經(jīng)過(guò)拓展、挖掘成為交通安全教育的優(yōu)秀素材，培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)生命的情感，幫助提高學(xué)生的交通安全意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生遵守交通安全的良好習(xí)慣。

關(guān)鍵詞：發(fā)掘；交通安全；意識(shí)；挖掘

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148(2011)5(S)-0021-2

根據(jù)國(guó)際在線消息，中國(guó)關(guān)心下一代工作委員會(huì)稱(chēng)，交通事故已成為中國(guó)中小學(xué)生的頭號(hào)“殺手”。全國(guó)每年約有2萬(wàn)多中小學(xué)生因交通事故傷殘、死亡。可以看到我國(guó)中小學(xué)交通安全面臨嚴(yán)峻形勢(shì)，而長(zhǎng)期以來(lái)在對(duì)學(xué)生進(jìn)行安全教育時(shí)一般采取印發(fā)一些交通安全的傳單和空洞的說(shuō)教，這種方式教育效果不太理想，需要對(duì)教育方式和素材方面進(jìn)行一些必要的變化。高中物理很多內(nèi)容都在研究物體的受力、運(yùn)動(dòng)，有很多資源可以經(jīng)過(guò)挖掘后成為滲透交通安全意識(shí)的優(yōu)秀素材，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)生命的熱愛(ài)之情，實(shí)現(xiàn)物理教學(xué)的德育功能，實(shí)現(xiàn)情感態(tài)度價(jià)值觀的教學(xué)目標(biāo)。下面就物理習(xí)題教學(xué)中滲透交通安全意識(shí)的探索列舉幾例。

1 汽車(chē)剎車(chē)問(wèn)題的發(fā)掘

例1 駕駛員看到汽車(chē)前方的物體后，從決定停車(chē)，直到右腳剛剛踩在制動(dòng)器踏板上為止所經(jīng)過(guò)的時(shí)間，叫做反應(yīng)時(shí)間。在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)按照一定速度行駛的距離稱(chēng)為反應(yīng)距離。從踩緊踏板到車(chē)停下的這段距離稱(chēng)為剎車(chē)距離司機(jī)從發(fā)現(xiàn)情況到汽車(chē)完全停下來(lái)，汽車(chē)所通過(guò)的距離叫停車(chē)距離。

設(shè)某司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間為t0，停車(chē)距離為s。如果汽車(chē)正常行駛時(shí)的速度為v0，剎車(chē)制動(dòng)力為f，汽車(chē)質(zhì)量為m。請(qǐng)就汽車(chē)司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方情況到汽車(chē)完全停下這一實(shí)際情景，推導(dǎo)出停車(chē)距離s的表達(dá)式，并寫(xiě)出兩條與表達(dá)式內(nèi)容相關(guān)的短小警示標(biāo)語(yǔ)。

解析 反應(yīng)時(shí)間內(nèi)汽車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，反應(yīng)距離為s1=v0t0。制動(dòng)后汽車(chē)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a，汽車(chē)所受合外力F合=-f。由牛頓第二定律得：F合=-f=ma，a=-fm，由vt2-v02=2as得剎車(chē)距離為s2=mv022f。故停車(chē)距離為s=s1+s2=v0t0+mv022f。

停車(chē)距離為s的表達(dá)式推導(dǎo)出來(lái)以后，寫(xiě)出短小標(biāo)語(yǔ)，同時(shí)讓學(xué)生充分討論后說(shuō)出自己所寫(xiě)的標(biāo)語(yǔ)和理由。以下是部分學(xué)生回答實(shí)錄。

（1）標(biāo)語(yǔ)：請(qǐng)保持車(chē)距！理由：兩車(chē)距離太小會(huì)發(fā)生追尾，造成交通事故。

（2）標(biāo)語(yǔ)：前方（雨天）路滑請(qǐng)謹(jǐn)慎駕駛！理由：路滑剎車(chē)制動(dòng)力變小，由表達(dá)式可得制動(dòng)力f越小停車(chē)距離越大，發(fā)生交通事故的幾率增加。制動(dòng)力f與路面和車(chē)況有關(guān)。

（3）標(biāo)語(yǔ)：請(qǐng)限速行駛！理由：速度v0越大，停車(chē)距離越大。速度越大發(fā)生交通事故概率越大，撞擊產(chǎn)生的平均作用力就越大，交通事故中給駕乘人員造成的傷害也就越大。

統(tǒng)計(jì)表明超速行駛或違章超車(chē)導(dǎo)致車(chē)禍的比例較高，且駕乘人員所受傷情一般比較嚴(yán)重。“超速危害無(wú)窮，已成為引發(fā)車(chē)禍的頭號(hào)元兇。”公安交通管理部門(mén)對(duì)此憂慮重重。據(jù)《江蘇法制報(bào)》報(bào)道，江蘇省2002年發(fā)生的死亡3人以上的特大交通事故中，超速行駛、違章超車(chē)等違章引發(fā)的交通事故次數(shù)和死亡人數(shù)分別占總數(shù)的64.9％和69.3％。“十次事故九次快”。這話雖然說(shuō)得有些絕對(duì)，但必須承認(rèn)，由于超速行駛延長(zhǎng)了車(chē)輛的停車(chē)距離，降低了司機(jī)的視覺(jué)能力，破壞了車(chē)輛的操縱性和穩(wěn)定性，一旦遇到緊急情況，很難控制車(chē)速和把穩(wěn)方向，車(chē)禍便在瞬間發(fā)生了，而且碰撞后瞬間產(chǎn)生巨大的作用力造成駕乘人員的重傷甚至死亡。通過(guò)本題，還要學(xué)生理解規(guī)定不準(zhǔn)超速行駛和違章超車(chē)的意義。

（4）標(biāo)語(yǔ)：嚴(yán)禁超載！理由：車(chē)的質(zhì)量越大，停車(chē)距離越大。

（5）標(biāo)語(yǔ)：請(qǐng)勿與駕駛員交談！理由：與駕駛員交談會(huì)使駕駛員分心，反應(yīng)時(shí)間變大。

（6）標(biāo)語(yǔ)：嚴(yán)禁酒后駕車(chē)！理由：飲酒后由于酒精的麻醉，駕駛員反應(yīng)時(shí)間變大。

通過(guò)本環(huán)節(jié)的討論，可以培養(yǎng)學(xué)生的交通安全意識(shí)。幾年以后當(dāng)這些學(xué)生，有的將成為駕駛員，他們除了懂得嚴(yán)禁酒后駕車(chē)和醉酒駕車(chē)、不準(zhǔn)超載、超速、要保持車(chē)距、雨雪天路滑要謹(jǐn)慎駕駛、駕駛過(guò)程中要集中注意力（不打手機(jī)、不聊天）等規(guī)定，而且還知道這些規(guī)定的物理原理，這將有助他們養(yǎng)成良好的駕駛習(xí)慣。

2 慣性現(xiàn)象的挖掘

例2 下列關(guān)于慣性的說(shuō)法正確的是( )

A.駕駛員和前排乘客必須系好安全帶

B.質(zhì)量越大慣性越大

C.速度越快汽車(chē)越難停下來(lái)，所以物體速度越大慣性越大

D.當(dāng)重心越高時(shí)，駕駛員要小心駕駛才能保證汽車(chē)的穩(wěn)定性，所以重心越高慣性越大

本題答案為AB。在分析、講解完試題答案過(guò)程中教師可以很順暢的引入關(guān)于學(xué)生交通安全的教育。A選項(xiàng)中，駕駛員和前排乘客必須系好安全帶。原因是：當(dāng)汽車(chē)與前方物體發(fā)生猛烈碰撞時(shí)，由于慣性，人的身體會(huì)向前快速傾倒，安全帶會(huì)瞬間鎖死，把人的身體拉住，避免或者減輕人身體受到的撞擊。此外汽車(chē)上還有一個(gè)對(duì)駕駛員和乘客起到保護(hù)作用的裝置——安全氣囊。轎車(chē)中安裝了安全氣囊，當(dāng)汽車(chē)與前方物體發(fā)生猛烈碰撞時(shí)，它會(huì)“蹦”出來(lái)，以免身體直接撞到車(chē)身上而受傷，培養(yǎng)學(xué)生系安全帶的良好乘車(chē)（或駕車(chē)）習(xí)慣。B選項(xiàng)中，質(zhì)量越大慣性越大，運(yùn)動(dòng)物體越難停下來(lái)，所以規(guī)定車(chē)輛不允許超載。自行車(chē)和電動(dòng)車(chē)不允許載人，故為了安全，中學(xué)生騎自行車(chē)上學(xué)，不要在自行車(chē)后座上載同學(xué)。C選項(xiàng)雖然是錯(cuò)的，但是速度越快汽車(chē)越難停下來(lái)卻是事實(shí)。同樣一輛車(chē)，在相同情況下，速度越大停車(chē)所用時(shí)間越長(zhǎng)，停車(chē)距離越大，也就越不安全，培養(yǎng)學(xué)生以后成為駕駛員不要超速行駛的安全意識(shí)。D選項(xiàng)中也是錯(cuò)誤的，但是重心越高運(yùn)動(dòng)物體的穩(wěn)定越差，越容易發(fā)生翻倒，可以借此教育學(xué)生不要站立在自行車(chē)的后座上。

3 離心現(xiàn)象挖掘

例3 汽車(chē)輪胎與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.40，若水平公路轉(zhuǎn)彎處半徑為25m，求汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)為了使輪胎不打滑所允許的最大速度是多少？（g=10m/s2）

解析 汽車(chē)轉(zhuǎn)彎做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由輪胎與地面之間的摩擦力提供向心力，有F合=f=μmg≥mv2R，v≤μgR，把R=25m，μ=0.40代入解得v≤10m/s。

所以，汽車(chē)在安全情況下轉(zhuǎn)彎時(shí)，允許的最大速度是10m/s。

當(dāng)汽車(chē)速度大于10m/s，轉(zhuǎn)彎時(shí)由輪胎與地面間的摩擦力不足以提供向心力，汽車(chē)將發(fā)生離心現(xiàn)象，將做離心運(yùn)動(dòng)而發(fā)生事故。本題可以幫助培養(yǎng)學(xué)生駕駛汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，減速慢行的意識(shí)和騎自行車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)減速慢行的習(xí)慣。

4 動(dòng)量定理的挖掘

據(jù)報(bào)道，1980年一架英國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)在威爾士上空與一只禿鷹相碰撞，飛機(jī)墜毀。小小的飛鳥(niǎo)撞壞龐大、堅(jiān)實(shí)的飛機(jī)，真難以想象。試通過(guò)估算，說(shuō)明鳥(niǎo)類(lèi)對(duì)飛機(jī)飛行的威脅。設(shè)飛鳥(niǎo)的質(zhì)量m=1kg，飛機(jī)的飛行速度為v=800m/s，若兩者相撞，試估算鳥(niǎo)對(duì)飛機(jī)的撞擊力。

解析 選取飛鳥(niǎo)為研究對(duì)象，飛機(jī)飛行速度的方向作為正方向，鳥(niǎo)在與飛機(jī)相撞前的速度遠(yuǎn)小于飛機(jī)的速度，可以忽略。相撞后鳥(niǎo)的速度為v=800m/s和飛機(jī)一起運(yùn)動(dòng)，撞擊過(guò)程中，鳥(niǎo)相對(duì)于飛機(jī)因碰撞變形而減小的距離為L(zhǎng)=20cm（近似認(rèn)為是鳥(niǎo)的尺寸），則撞擊時(shí)間為t=Lv。由動(dòng)量定理得：Ft=mv，代入數(shù)據(jù)得：F≈3×105N，由牛頓第三定律，鳥(niǎo)對(duì)飛機(jī)的平均撞擊力的大小約為F′=F≈3×105N。

一只小小的飛鳥(niǎo)對(duì)飛機(jī)的撞擊力竟然可以達(dá)到3×105N大，相當(dāng)于30T貨物的重力。這就難怪飛鳥(niǎo)對(duì)飛機(jī)飛行安全有如此大的威脅，使飛機(jī)墜毀。“飛鳥(niǎo)”事故多半發(fā)生在飛機(jī)起飛和降落階段，起降時(shí)飛機(jī)速度變化較快，鳥(niǎo)來(lái)不及躲閃，所以每個(gè)機(jī)場(chǎng)都要花費(fèi)大量的人力物力，想方設(shè)法來(lái)驅(qū)鳥(niǎo)。通過(guò)本題的分析，要學(xué)生理解為何規(guī)定飛機(jī)場(chǎng)附近不準(zhǔn)養(yǎng)鳥(niǎo)。

參考文獻(xiàn)：

［1］保宗悌．普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)物理必修1．廣州：廣東教育出版社，2004，94

［2］閻金鐸，田世昆．中學(xué)物理教學(xué)概論．北京：高等教育出版社，2003，第2版

(欄目編輯黃懋恩)

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文