高考物理一轮复习专题热点平抛运动与圆周运动的综合问题讲义(共3页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上专题热点四平抛运动与圆周运动的综合问题一、水平面内圆周运动与平抛运动的综合问题1命题角度此类问题往往是物体先做水平面内的匀速圆周运动，后做平抛运动，有时还要结合能量关系分析求解，多以选择题或计算题形式考查2解题关键(1)明确水平面内匀速圆周运动的向心力来源，根据牛顿第二定律和向心力公式列方程(2)平抛运动一般是沿水平方向和竖直方向分解速度或位移(3)速度是联系前后两个过程的关键物理量，前一个过程的末速度是后一个过程的初速度【例1】地面上有一个半径为R的圆形跑道，高为h的平台边缘上的P点在地面上P点的正上方，P与跑道圆心O的距离为L(L>R)，如图41所示，跑道上

2、停有一辆小车，现从P点水平抛出小沙袋，使其落入小车中(沙袋所受空气阻力不计)问：图41(1)当小车分别位于A点和B点时(AOB90°)，沙袋被抛出时的初速度各为多大？(2)若小车在跑道上运动，则沙袋被抛出时的初速度在什么范围内？(3)若小车沿跑道顺时针运动，当小车恰好经过A点时，将沙袋抛出，为使沙袋能在B处落入小车中，小车的速率v应满足什么条件？【解析】(1)沙袋从P点被抛出后做平抛运动，设它的落地时间为t，则hgt2，解得t当小车位于A点时有xAvAtLR可得vA(LR)当小车位于B点时，有xBvBt可得vB(2)若小车在跑道上运动，要使沙袋落入小车，最小的抛出速度为v0minvA

3、(LR)若当小车经过C点时沙袋刚好落入，抛出时的初速度最大，有xCv0maxtLR可得v0max(LR)所以沙袋被抛出时的初速度范围为(LR)v0(LR)(3)要使沙袋能在B处落入小车中，小车运动的时间应与沙袋下落的时间相同tAB(n)(n0,1,2,3，)tABt得v(n0,1,2,3，)【答案】(1)(LR)(2)(LR)v0(LR)(3)(n0,1,2,3，)二、竖直面内圆周运动与平抛运动的综合问题1命题角度此类问题有时物体先做竖直面内的变速圆周运动，后做平抛运动，有时物体先做平抛运动，后做竖直面内的变速圆周运动，往往要结合能量关系求解，多以计算题形式考查2解题关键(1)竖直面内的圆周运

4、动首先要明确是“轻杆模型”还是“轻绳模型”，然后分析物体能够到达圆周最高点的临界条件(2)速度也是联系前后两个过程的关键物理量图42【例2】如图42所示，一不可伸长的轻绳上端悬挂于O点，下端系一质量m1.0 kg的小球现将小球拉到A点(保持绳绷直)由静止释放，当它经过B点时绳恰好被拉断，小球平抛后落在水平地面上的C点，地面上的D点与OB在同一竖直线上，已知绳长L1.0 m，B点离地高度H1.0 m，A、B两点的高度差h0.5 m，重力加速度g取10 m/s2，不计空气影响，求：(1)地面上DC两点间的距离s；(2)轻绳所受的最大拉力大小【解析】分段研究小球的运动过程，A到B过程中小球在竖直面内做圆周运动，机械能守恒；B到C过程中小球做平抛运动，根据平抛运动的分解求解注意隐含条件：恰好被拉断时，轻绳达到最大张力(1)小球从A到B过程机械能守恒，有mghmv小球从B到C做平抛运动，在竖直方向上有Hgt2在水平方向上有svBt由式解得s1.41 m(2)小球下摆到达B点时，绳的拉力和重力的合力提供