人教版高考物理一轮复习 第5章 机械能 小专题4 直线平抛圆周运动与功能关系的综合问题.ppt

2.直线运动+圆周运动+平抛运动[典例2]跳台滑雪运动员脚穿专用滑雪板,不借助任何外力,从起滑台起滑,在助滑道上获得高速度,于台端飞出,沿抛物线在空中飞行,在着陆坡着陆后,继续滑行至水平停止区静止。如图所示为一简化后的跳台滑雪的雪道示意图。助滑坡由倾角为θ=37°斜面AB和半径为R1=10m的光滑圆弧BC组成,两者相切于B。AB竖直高度差h1=30m,竖直跳台CD高度差为h2=5m,着陆坡DE是倾角为θ=37°的斜坡,长L=130m,下端与半径为R2=20m的光滑圆弧EF相切,且EF下端与停止区相切于F。运动员从A点由静止滑下,通过C点,以速度vC=25m/s水平飞出落到着陆坡上,然后运动员通过技巧使垂直于斜坡速度降为0,以沿斜坡的分速度继续下滑,经过EF到达停止区FG。若运动员连同滑雪装备总质量为80kg。(不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:(1)运动员在C点对台端的压力大小;答案:(1)5800N(2)滑板与斜坡AB间的动摩擦因数;(3)运动员落点距离D多远;答案:(3)125m(4)运动员在停止区靠改变滑板方向增加制动力,若运动员想在60m之内停下,制动力至少是总重力的几倍?(设两斜坡粗糙程度相同,计算结果保留两位有效数字)答案:(4)1.7倍变式2:(2018·浙江6月学考)小明用如图所示轨道探究滑块的运动规律。长L1=1m的斜轨道倾角为α,斜轨道底端平滑连接长L2=0.1m的水平轨道,水平轨道左端与半径R=0.2m的光滑半圆形轨道底端B平滑连接。将质量m=0.05kg的滑块(可不计大小)从斜轨道顶端释放,滑块与斜轨道及水平轨道间的动摩擦因数均为μ=0.3。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。(1)当α=37°时,无初速释放滑块,求滑块到达B点时对半圆轨道压力FN的大小;答案:(1)2.15N(2)当α=37°时,为保证滑块能到达半圆轨道顶端A,应至少以多大速度v1释放滑块?(3)为保证滑块离开半圆轨道顶端A后恰好能垂直撞击斜轨道,求α的范围。课堂训练B︱高中总复习︱一轮·物理︱高中总复习︱一轮·物理小专题四直线、平抛、圆周运动与功能关系的综合问题功和能的关系一直是高考的热点和重点,涉及这部分内容的考题不但题型全、分量重,而且还经常有压轴题,考查最多的是动能定理和机械能守恒定律,且多数题目是与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动相结合。1.直线运动+圆周运动[典例1]低碳环保绿色出行的理念逐渐深入人心,而纯电动汽车是时下相对较环保的汽车。为宣传“低碳环保”健康生活理念,某志愿者举行玩具电动小汽车的表演。如图所示,质量m=2kg的小汽车以v0=4m/s的初速度从水平轨道A处出发,沿平直轨道AC运动,到达C点时关闭发动机,进入半径R=1.8m的圆轨道,恰能做完整的圆周运动,之后又进入CE水平轨道向右运动,直至停下。已知小汽车与水平轨道间的摩擦阻力恒为重力的0.1倍,AB段运动过程中风力较大,可简化为受0.8N的水平向左的作用力,过B点后小汽车所受空气作用力均忽略不计。圆轨道可视作光滑轨道。已知AB段长度x1=3m,BC段长度x2=2m,CE段足够长。小汽车自身长度可忽略,g取10m/s2。(1)要使小汽车完成上述运动,AC段电动机至少提供多少能量?答案:(1)86.4J(2)若CE阶段启用动力回收系统,把机械能转化为电能,回收效率为30%,则该段小汽车还能滑行多远?答案:(2)31.5m变式1:如图,质量为M的小车静止在光滑水平面上,小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道,BC段是长为L的水平粗糙轨道,两段轨道相切于B点。一质量为m的滑块在小车上从A点由静止开始沿轨道滑下,重力加速度为g。(1)若固定小车,求滑块运动过程中对小车的最大压力;答案:(1)3mg②滑块从B到C运动过程中,小车的位移大小s。︱高中总复习︱一轮·物理︱高中总复习︱一轮·物理