2016届高三物理一轮复习第四章--曲线运动-本章小结.ppt.pptVIP

浙江专用 物理 第四章 本章小结 专题四　平抛运动、直线运动与圆周运动组合问题的分析 　　平抛运动、直线运动与圆周运动相结合是近年高考考查的热点,该类题型具有过程清晰、模型显著的特点。在高考试卷中属于基础知识的考查范围,要求学生必须掌握。这类题目涉及的知识点一般包括:直线运动、平抛运动、圆周运动、牛顿运动定律、功能关系及能量守恒。本专题就常见的此类题型加以归纳总结。 专题归纳提升 一、平抛运动与直线运动的组合问题 1.一个物体先后进行平抛运动和直线运动,要明确直线运动的性质,关键抓住速度是两个运动的衔接点。 2.两个物体分别做平抛运动和直线运动,要抓住它们运动的时间、速度、位移之间的关系。 典例1????如图所示,一小球从平台上水平抛出,恰好落在邻近平台的一倾角为α=53°的光滑斜面顶端,并刚好沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台的 高度差h=0.8 m,重力加速度取g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,求: (1)小球水平抛出时的初速度大小v0; (2)斜面顶端与平台左边缘的水平距离x; (3)若斜面顶端高H=20.8 m,则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端。 ? vy=v0 tan 53°,?=2gh 代入数据得 vy=4 m/s,v0=3 m/s。 (2)由vy=gt1得t1=0.4 s ?解析????(1)由题意可知,小球落到斜面上并刚好沿斜面下滑,说明此时小球 速度方向与斜面平行,否则小球会弹起,如图所示: x=v0t1=3×0.4 m=1.2 m (3)小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度 a=?=8 m/s2 初速度v=?=5 m/s ?=vt2+?a? 代入数据,解得t2=2 s或t2=-? s(不合题意,舍去) 所以t=t1+t2=2.4 s ?答案????(1)3 m/s????(2)1.2 m????(3)2.4 s 二、平抛运动与圆周运动的组合问题 典例2????小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行水平距离d后落地,如图所示。已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为?d,重力加速度为g。忽略手的运 动半径和空气阻力。 (1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2。 (2)问绳能承受的最大拉力多大? (3)改变绳长,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到最 低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应为 多少?最大水平距离为多少? ?m?=?m?+mg?解得v2= (2)设绳能承受的最大拉力大小为T,这也是球受到绳的最大拉力大小。 球做圆周运动的半径为R=?d 由圆周运动向心力公式,有T-mg=? 联立解得T=?mg (3)设绳长为l,绳断时球的速度大小为v3,绳承受的最大拉力不变, 有T-mg=m? ?解析????(1)设绳断后球飞行时间为t,由平抛运动规律,有 竖直方向d-?d=?gt2,水平方向d=v1t 联立解得v1=? 由机械能守恒定律,有 得v3=? 绳断后球做平抛运动,竖直位移为d-l,水平位移为x,时间为t1, 有d-l=?g? x=v3t1 解得x=4? 当l=?时,x有极大值xm=?d ?答案????(1)??????????(2)?mg????(3)??????d 三、直线运动、平抛运动和圆周运动的组合问题 典例3????如图所示,是某公园设计的一个游乐设施,所有轨道均光滑,AB面与水平面成一定夹角。一无动力小滑车质量为m=10 kg,沿斜面轨道由静止滑下,然后滑入第一个圆形轨道内侧,其轨道半径R=2.5 m,不计通过B点时的能量损失,根据设计要求,在圆轨道最低点与最高点各放一个压力传感器,测试小滑车对轨道的压力,并通过计算机显示出来。小滑车到达第一个圆形轨道最高点C处时刚好对轨道无压力,又经过水平轨道滑入第二个圆形轨道内侧,其轨道半径r=1.5 m,然后从水平轨道飞入水池内,水面离水平轨道的距离为h=5 m,g取10 m/s2,小滑车在运动全过程中可视为质点。求: (1)小滑车在第一个圆形轨道最高点C处的速度vC的大小; (2)在第二个圆形轨道的最高点D处小滑车对轨道压力FN的大小; (3)若在水池内距离水平轨道边缘正下方的E点x=12 m处放一气垫(气垫厚度不计),要使小滑车既能安全通过圆形轨道又能落到气垫上,则小滑车至少应从离水平轨道多高的地方开始下滑? ? 所以vC=5 m/s (2)由C点到D点过程:mg(2R-2r)=?m?-?m? 在D点:mg+FN=m? 所以FN=333.3 N 由牛顿第三定律知小滑车对轨道的压力FN=FN=333.3 N。 (3)设小滑车要能安全通过