浙江省高考物理《选考总复习》配套文档：第四章必考计算题3力与物体的曲线运动Word版含解析.docxVIP

命题点一　直线与平抛的组合例1　如图1所示，水平平台AO长x＝2m，槽宽d＝0.10m，槽高h＝1.25m，现有一小球(可看成质点)从平台上A点水平射出，已知小球与平台间的阻力为其重力的0.1，空气阻力不计．图1(1)求小球在平台上运动的加速度大小；(2)为使小球能沿平台到达O点，求小球在A点的最小出射速度和此情景下小球在平台上的运动时间；(3)若要保证小球碰槽壁且恰能落到槽底上的P点，求小球离开O点时的速度大小．解析　(1)设小球在平台上运动的加速度大小为a＝代入数据得a＝1m/s2(2)设小球的最小出射速度为v1，由v＝2ax解得v1＝2m/sx＝t解得t＝2s(3)设小球落到P点，在O点抛出时的速度为v0，水平方向有：d＝v0t1竖直方向有：h＝gt解以上两式得v0＝0.2m/s.答案　(1)1m/s2　(2)2 m/s　2s　(3)0.2m/s题组阶梯突破1．如图2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＝0.8m，重力加速度取g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，求：图2(1)小球水平抛出时的初速度v0；(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离x；(3)若斜面顶端高H＝20.8m，则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端？答案　(1)3m/s　(2)1.2m　(3)2.4s解析　(1)由题意可知，小球落到斜面顶端并刚好沿斜面下滑，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，vy＝v0tan 53°，v＝2gh代入数据，得vy＝4 m/s，v0＝3m/s.(2)由vy＝gt1得t1＝0.4 sx＝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在斜面顶端时的速度v＝＝5 m/s＝vt2＋at代入数据，解得t2＝2 s或t2′＝－ s(不符合题意舍去)所以t＝t1＋t2＝2.4 s.命题点二　直线与圆周的组合例2　游乐园的小型“摩天轮”上对称站着质量均为m的8位同学．如图3所示，“摩天轮”在竖直平面内逆时针匀速转动，若某时刻转到顶点a上的甲同学让一小重物做自由落体运动，并立即通知下面的同学接住，结果重物掉落时正处在c处(如图)的乙同学恰好在第一次到达最低点b处时接到，已知“摩天轮”半径为R，重力加速度为g(不计人和吊篮的大小及重物的质量)．求：图3(1)接住前重物下落的时间t；(2)人和吊篮随“摩天轮”运动的线速度v的大小；(3)乙同学在最低点处对地板的压力FN.解析　(1)由运动学公式有2R＝gt2t＝2(2)s＝πR，由v＝得v＝π(3)设支持力为FN′，由牛顿第二定律得FN′－mg＝则FN′＝(1＋)mg由牛顿第三定律得FN＝(1＋)mg，方向竖直向下．答案　(1)2(2)π(3)(1＋)mg，方向竖直向下题组阶梯突破2．为确保弯道行车安全，汽车进入弯道前必须减速．如图4所示，AB为进入弯道前的平直公路，BC为水平圆弧形弯道．已知AB段的距离s＝14m，弯道半径R＝24m．汽车到达A点时速度vA＝16m/s，汽车与路面间的动摩擦因数μ＝0.6，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝10 m/s2.要确保汽车进入弯道后不侧滑．求汽车：图4(1)在弯道上行驶的最大速度；(2)在AB段做匀减速运动的最小加速度．答案　(1)12m/s　(2)4 m/s2解析　(1)最大静摩擦力提供向心力：μmg＝m可得v＝＝12m/s.(2)AB过程中汽车做匀减速运动的最小加速度大小为a.v－v2＝2as得出a＝4m/s2.命题点三　平抛与圆周的组合例3　如图5所示，用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形APB(圆半径比细管的内径大得多)和直线BC组成的轨道固定在水平桌面上，已知APB部分的半径R＝1m，BC段长L＝1.5m．弹射装置将一个质量为0.1kg的小球(可视为质点)以v0＝3m/s的水平初速度从A点射入轨道，小球从C点离开轨道随即水平抛出，桌子的高度h＝0.8 m，不计空气阻力，g取10 m/s2.求：图5(1)小球在半圆轨道上运动时的角速度ω、向心加速度an的大小；(2)小球从A点运动到B点的时间t；(3)小球在空中做平抛运动的时间及落到地面D点时的速度大小．解析　(1)小球在半圆轨道上做匀速圆周运动，角速度为：ω＝＝rad/s＝3 rad/s向心加速度为：an＝＝m/s2＝9 m/s2(2)小球从A到B的时间为：t1＝＝s≈1.05s.(3)小球水平抛出后，在竖直方向做自由落体运动，根据h＝gt2得：t＝＝s＝0.4s落地时竖直方向的速度为：vy＝gt＝10×0.4m/s＝4 m/s，落地时的速度大小为：v＝＝m/s＝5 m/s.答案　(1)3rad/s　9 m/