高三物理一轮复习-第四章-曲线运动本章小结ppt课件.pptxVIP

浙江专用物理

第四章ppt精本选章小结

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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

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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。

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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=0.8m,重力加速度取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=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=20.8m,则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端。

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vy=v0tan53°,=2gh

代入数据得

vy=4m/s,v0=3m/s。

(2)由vy=gt1得t1=0.4s

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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=3×0.4m=1.2m

(3)小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度a==8m/s2

初速度v==5m/s

=vt2+a

代入数据,解得t2=2s或t2=-s(不合题意,舍去)

所以t=t1+t2=2.4s

答案(1)3m/s(2)1.2m(3)2.4s

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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?

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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

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

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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)

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,

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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=10kg,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=2.5m,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