优化探究高考物理一轮复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天章末专题突破课件.ppt

圆周运动和平抛运动是两种典型的曲线运动 圆周运动与平抛运动相结合的综合问题 是高考的热点 也是高考的重点 此类综合问题主要是水平面内的圆周运动与平抛运动的综合考查和竖直面内圆周运动与平抛运动的综合考查 圆周运动与平抛运动的综合问题 1 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 水平面内的圆周运动与平抛运动的综合问题 典例1 2014年珠海模拟 如图所示 在圆柱形房屋天花板中心o点悬挂一根长为l的细绳 绳的下端挂一个质量为m的小球 已知绳能承受的最大拉力为2mg 小球在水平面内做圆周运动 当速度逐渐增大到绳断裂后 小球恰好以速度v2 落到墙脚边 求 1 绳断裂瞬间的速度v1 2 圆柱形房屋的高度h和半径 1 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 多以计算题考查 2 解题关键 1 竖直面内的圆周运动首先要明确是 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 竖直面内的圆周运动与平抛运动的综合问题 典例2 2014年安庆模拟 如图所示 水平轨道上轻弹簧左端固定 弹簧处于自然状态时 其右端位于p点 现用一质量m 0 1kg的小物块 可视为质点 将弹簧压缩后释放 物块经过p点时的速度v0 16m s 经过水平轨道右端q点后恰好沿光滑半圆轨道的切线进入竖直固定的圆轨道 最后物块经轨道最低点a抛出后落到b点 若物块与水平轨道间的动摩擦因数 0 5 r 1 6m p到q的长度l 3 1m a到b的竖直高度h 1 25m 取g 10m s2 1 求物块到达q点时的速度大小 2 判断物块经过q点后能否沿圆周轨道运动 3 求物块水平抛出的位移大小 1 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 2 2012年高考福建理综卷 如图 置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动 当转速达到某一数值时 物块恰好滑离转台开始做平抛运动 现测得转台半径r 0 5m 离水平地面的高度h 0 8m 物块平抛落地过程水平位移的大小x 0 4m 设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力 取重力加速度g 10m s2 求 1 物块做平抛运动的初速度大小v0 2 物块与转台间的动摩擦因数 答案 1 1m s 2 0 2 3 在娱乐节目中 选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上 小明和小阳观看后对此进行了讨论 如图所示 他们将选手简化为质量m 60kg的质点 选手抓住绳由静止开始摆动 此时绳与竖直方向夹角 53 绳的悬挂点o距水面的高度为h 3m 不考虑空气阻力和绳的质量 浮台露出水面的高度不计 水足够深 取重力加速度g 10m s2 sin53 0 8 cos53 0 6 1 求选手摆到最低点时对绳拉力的大小f 2 若绳长l 2m 选手摆到最高点时松手落入水中 设水对选手的平均浮力f1 800n 平均阻力f2 700n 求选手落入水中的深度d 3 若选手摆到最低点时松手 小明认为绳越长 在浮台上的落点距岸边越远 小阳认为绳越短 落点距岸边越远 请通过推算说明你的观点 答案 1 1080n 2 1 2m 3 见解析 4 2014年宣城模拟 如图所示 一质量为m 5 0kg的平板车静止在光滑水平地面上 平板车的上表面距离地面高h 0 8m 其右侧足够远处有一固定障碍物a 另一质量为m 2 0kg可视为质点的滑块 以v0 8m s的水平初速度从左端滑上平板车 同时对平板车施加一水平向右 大小为5n的恒力f 当滑块运动到平板车的最右端时 两者恰好相对静止 此时撤去恒力f 当平板车碰到障碍物a时立即停止运动 滑块水平飞离平板车后 恰能无碰撞地沿圆弧切线从b点切入光滑竖直圆弧轨道 并沿轨道下滑 已知滑块与平板车间的动摩擦因数 0 5 圆弧半径为r 1 0m 圆弧所对的圆心角 bod 106 取g