2026高考物理复习习题 05 增分微课2　抛体运动与圆周运动的综合问题 【正文】听课正文.docxVIP

增分微课2抛体运动与圆周运动的综合问题

平抛运动是匀变速曲线运动模型的一种特例,它的基本特征是初速度水平,且只受重力.高考中有关该知识点试题的命制常常与圆周运动相联系.两种运动结合的本质是多过程问题,即一个过程的结束意味着下一个过程的开始,在每一个过程中,遵循独立的运动规律,关键是将两独立的运动通过合适的物理量进行衔接,使之成为一个整体.对于本部分知识点的复习,重点还是抛体运动和圆周运动的基础知识点和处理方法,最后再通过速度、位移等进行衔接.其专题具体特点:

1.类型:水平面内的圆周运动与平抛运动的综合;竖直面内圆周运动与平抛运动的综合.

2.多解性:圆周运动因其有周期性,所以会出现多解,学生容易忽视.

3.立体性:平抛运动与圆周运动综合,物理情境常涉及三维空间,要训练学生把立体图转化为平面图的能力.

4.会应用数学解决问题:较复杂的题涉及运用数学方法解决物理问题如利用二次函数求极值等.

考向一水平面内的圆周运动与平抛运动的

综合问题

1.此类问题有时是一个物体做水平面上的圆周运动,另一个物体做平抛运动,特定条件下相遇,有时是一个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.

例1(多选)如图所示,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=0.6m,离水平地面的高度H=0.8m,物块平抛落地时水平位移的大小x=0.8m,重力加速度g取10m/s2.设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.则()

A.物块平抛运动到达地面的时间t=0.4s

B.物块做平抛运动的初速度大小v0=2m/s

C.物块与转台间的动摩擦因数μ=1

D.物块落地点与转台圆心在地面的投影点间的距离d=1m

考向二竖直面内的圆周运动与平抛运动的

综合问题

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,多以选择题或计算题考查.

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”,一般要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.

例2如图所示,竖直平面内有一光滑圆弧管道,其半径为R=0.5m,一质量为m=0.8kg的小球从平台边缘的A处水平射出,恰能沿圆弧管道上P点的切线方向进入管道内,管道半径OP与竖直线的夹角为53°,已知管道最高点Q与A点等高,sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10m/s2.

(1)求小球从平台上的A点射出时的速度大小v0;

(2)若小球沿管道通过圆弧的最高点Q时的速度大小为3m/s,求小球运动到Q点时对轨道的压力.

1.[2024·温州模拟]如图所示为一个半径为5m的圆盘,正绕其圆心做匀速转动,当圆盘边缘上的一点A处在如图所示位置的时候,在其圆心正上方20m的高度有一小球正在向边缘的A点以一定的速度水平抛出,g取10m/s2,要使得小球正好落在A点,则()

A.小球平抛的初速度一定是2.5m/s

B.小球平抛的初速度可能是2.5m/s

C.圆盘转动的角速度一定是πrad/s

D.圆盘转动的加速度可能是πm/s

2.如图所示,在竖直平面内,直径为R的光滑半圆轨道和半径为R的光滑14圆轨道水平相切于O点.O点在水平地面上,可视为质点的小球从O点以某一初速度进入半圆,刚好能通过半圆的最高点A,从A点飞出后落在14圆轨道上的B点,不计空气阻力,g取10m/s2,则B点与O点的高度差为(

A.(3-5)R2

C.(3-5)R10

3.[2024·杭州模拟]如图甲所示为我国传统民俗文化表演“抡花”活动,祈福来年风调雨顺、免于火灾,已被列入国家级非物质文化遗产.“抡花”原理如图乙所示,快速转动竖直转轴O1O2上的手柄AB,带动“花筒”M、N在水平面内转动,筒内烧红的铁片沿轨迹切线飞出,落到地面,形成绚丽的图案.已知MO1=NO1=2m,M、N离地高3.2m,若手摇AB转动的角速度大小为15rad/s,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2,求:

(1)“花筒”M的线速度大小;

(2)“花筒”(内含铁片)质量为2kg时所需向心力大小;

(3)铁片落地点与O2点的距离大小(计算结果可用根号表示).