平抛运动与圆周运动综合专题
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第14页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
例 3 如图所示，P 是水平面上的圆弧轨道，从高台边 B 点 以速度 v0 水平飞出质量为 m 的小球，恰能从固定在某位置的圆 弧轨道的左端 A 点沿圆弧切线方向进入．O 是圆弧的圆心，θ是 OA 与竖直方向的夹角．已知： m＝0.5 kg，v0＝3 m/s，θ＝53°，圆弧轨 道半径 R＝0.5 m，g＝10 m/s2，不计空气阻力和所有摩擦，求：
t′＝
2gH，水平位移大小为：x＝v0t′＝rkt
2H g
，根据几何
知 识 可 得 落 地 点 到 转 盘 中 心 的 水 平 距 离 为 ： d2 ＝ r2 ＋ x2＝ r2 ＋
(rkt 2gH)2＝r2＋2Hgr2k2t2，故 C 项正确，D 项错误．
第7页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
例2 (2017·哈尔滨质检)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＝ 7gL落到墙脚边．求：
第17页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
(2)小球若能到达 C 点，在 C 点需要满足： mg≤mRv2，v≥ gR＝ 5 m/s 小球在 A 点的速度 vA＝cosv503°＝5 m/s 从 A→C 机械能守恒：12mvA2＝12mvC2＋mgR(1＋cos53°)
第18页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
(1)绳断裂瞬间的速度v1； (2)圆柱形房屋的高度H和半径．
第8页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
【答案】 (1)
3gL 2
(2)134L
3L
【解析】 (1)小球在绳断前瞬时受力如图所示．
第9页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
由牛顿第二定律得
竖直方向 FTmcosθ－mg＝0 水平方向 FTmsinθ＝mvr12 由几何关系得 r＝Lsinθ
vC＝3 m/s＞ 5 m/s 所以小球能到达 C 点 由牛顿第二定律得：FN＋mg＝mRvC2 解得 FN＝4 N 由牛顿第三定律知，小球对 C 点的压力为 4 N.
第19页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
例4 (2017·广东模拟)在倾角为θ＝37°足够长的斜面顶端有 一光滑的半径为R＝2.5 m的半圆轨道，AB为圆轨道竖直方向的 直径，如图所示．一质量为m＝20 g大小不计的小球以速度v0从 圆轨道最低点A水平射入，到达圆轨道最高点B时对轨道的压力 为0.6 N，g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：
水平方向 x＝v1t 竖直方向 h1＝g2t2 又有 R＝ r2＋x2 解得 R＝3L
第12页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
平抛运动与竖直面内圆周运动的综合 1．两种类型 (1)物体先做平抛运动后做圆周运动； (2)物体先做圆周运动后做平抛运动．
第13页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
2．解题思路 (1)抓住两种运动衔接点处的速度是解题的关键． (2)除了应用平抛和圆周运动相关规律，通常还要结合能量 关系分析求解． (3)注意应用物体到达竖直圆周运动最高点的临界条件． (4)注意应用速度方向与圆周的几何关系，找出平抛运动两 个位移的几何关系．
第3页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
题型透析
第4页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
平抛运动与水平面内圆周运动的综合 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，解题思路是： 1．分析物体做匀速圆周运动的受力，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． 3．两种运动衔接点处的速度是联系前后两个过程的关键物 理量．
第15页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
(1)A、B 两点的高度差； (2)小球能否到达最高点 C？如能到达，小球对 C 点的压力 大小为多少？ 【答案】 (1)0.8 m (2)能 4 N
第16页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
【解析】 (1)小球在A点的速度分解如图，则
vy＝v0tan53°＝4 m/s A、B两点的高度差为：h＝v2yg2＝2×4210 m＝0.8 m.
解得 v1＝
3gL 2
第10页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
(2)小球从抛出到落地，由机械能守恒定律得 12mv12＋mgh1＝12mv22 解得 h1＝v222－gv12＝141L H＝h1＋Lcosθ＝134L 设小球由平抛至落地的水平射程为 x，如图所示．
第11页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
第6页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
【答案】 BC 【解析】 时刻 t 将小物块解锁后，物块百度文库平抛运动，初速
度为：v0＝rω＝rkt.物块落地时竖直分速度为：vy＝ 2gH，物块 落到地面上时重力的瞬时功率为：P＝mgvy＝mg 2gH，可知 P 与 t 无关，故 A 项错误，B 项正确；物块做平抛运动的时间为：
第5页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
例 1 如图所示，半径为 r 的光滑水平转 盘到水平地面的高度为 H，质量为 m 的小物 块被一个电子锁定装置锁定在转盘边缘，转盘 绕过转盘中心的竖直轴以 ω＝kt(k>0 且是恒 量)的角速度转动．从 t＝0 开始，在不同的时 刻 t 将小物块解锁，小物块经过一段时间后落到地面上．假设在 t 时刻解锁的物块落到地面上时重力的瞬时功率为 P，落地点到转 盘中心的水平距离为 d，则下图中 P－t 图像、d2－t2 图像分别正 确的是( )
高考调研 ·高三总复习 ·物理
全国名校高中物理优质学案、专题汇编（附详解）
单元综合专题 四
平抛运动与圆周运动综合专题
第1页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
专题综述
第2页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
平抛运动与圆周运动的综合问题是高考的重点，主要有两种 类型：一是平抛运动与水平面内圆周运动的综合，二是平抛运动 与竖直面内圆周运动的综合．在此类问题中，除了应用平抛和圆 周运动相关规律，通常还要结合能量关系分析求解．解题的关键 是求解平抛与圆周运动衔接点的速度．
高考调研 ·高三总复习 ·物理
例 3 如图所示，P 是水平面上的圆弧轨道，从高台边 B 点 以速度 v0 水平飞出质量为 m 的小球，恰能从固定在某位置的圆 弧轨道的左端 A 点沿圆弧切线方向进入．O 是圆弧的圆心，θ是 OA 与竖直方向的夹角．已知： m＝0.5 kg，v0＝3 m/s，θ＝53°，圆弧轨 道半径 R＝0.5 m，g＝10 m/s2，不计空气阻力和所有摩擦，求：
t′＝
2gH，水平位移大小为：x＝v0t′＝rkt
2H g
，根据几何
知 识 可 得 落 地 点 到 转 盘 中 心 的 水 平 距 离 为 ： d2 ＝ r2 ＋ x2＝ r2 ＋
(rkt 2gH)2＝r2＋2Hgr2k2t2，故 C 项正确，D 项错误．
第7页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
例2 (2017·哈尔滨质检)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＝ 7gL落到墙脚边．求：
第17页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
(2)小球若能到达 C 点，在 C 点需要满足： mg≤mRv2，v≥ gR＝ 5 m/s 小球在 A 点的速度 vA＝cosv503°＝5 m/s 从 A→C 机械能守恒：12mvA2＝12mvC2＋mgR(1＋cos53°)
第18页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
(1)绳断裂瞬间的速度v1； (2)圆柱形房屋的高度H和半径．
第8页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
【答案】 (1)
3gL 2
(2)134L
3L
【解析】 (1)小球在绳断前瞬时受力如图所示．
第9页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
由牛顿第二定律得
竖直方向 FTmcosθ－mg＝0 水平方向 FTmsinθ＝mvr12 由几何关系得 r＝Lsinθ
vC＝3 m/s＞ 5 m/s 所以小球能到达 C 点 由牛顿第二定律得：FN＋mg＝mRvC2 解得 FN＝4 N 由牛顿第三定律知，小球对 C 点的压力为 4 N.
第19页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
例4 (2017·广东模拟)在倾角为θ＝37°足够长的斜面顶端有 一光滑的半径为R＝2.5 m的半圆轨道，AB为圆轨道竖直方向的 直径，如图所示．一质量为m＝20 g大小不计的小球以速度v0从 圆轨道最低点A水平射入，到达圆轨道最高点B时对轨道的压力 为0.6 N，g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：
水平方向 x＝v1t 竖直方向 h1＝g2t2 又有 R＝ r2＋x2 解得 R＝3L
第12页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
平抛运动与竖直面内圆周运动的综合 1．两种类型 (1)物体先做平抛运动后做圆周运动； (2)物体先做圆周运动后做平抛运动．
第13页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
2．解题思路 (1)抓住两种运动衔接点处的速度是解题的关键． (2)除了应用平抛和圆周运动相关规律，通常还要结合能量 关系分析求解． (3)注意应用物体到达竖直圆周运动最高点的临界条件． (4)注意应用速度方向与圆周的几何关系，找出平抛运动两 个位移的几何关系．
第3页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
题型透析
第4页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
平抛运动与水平面内圆周运动的综合 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，解题思路是： 1．分析物体做匀速圆周运动的受力，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． 3．两种运动衔接点处的速度是联系前后两个过程的关键物 理量．
第15页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
(1)A、B 两点的高度差； (2)小球能否到达最高点 C？如能到达，小球对 C 点的压力 大小为多少？ 【答案】 (1)0.8 m (2)能 4 N
第16页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
【解析】 (1)小球在A点的速度分解如图，则
vy＝v0tan53°＝4 m/s A、B两点的高度差为：h＝v2yg2＝2×4210 m＝0.8 m.
解得 v1＝
3gL 2
第10页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
(2)小球从抛出到落地，由机械能守恒定律得 12mv12＋mgh1＝12mv22 解得 h1＝v222－gv12＝141L H＝h1＋Lcosθ＝134L 设小球由平抛至落地的水平射程为 x，如图所示．
第11页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
第6页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
【答案】 BC 【解析】 时刻 t 将小物块解锁后，物块百度文库平抛运动，初速
度为：v0＝rω＝rkt.物块落地时竖直分速度为：vy＝ 2gH，物块 落到地面上时重力的瞬时功率为：P＝mgvy＝mg 2gH，可知 P 与 t 无关，故 A 项错误，B 项正确；物块做平抛运动的时间为：
第5页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
例 1 如图所示，半径为 r 的光滑水平转 盘到水平地面的高度为 H，质量为 m 的小物 块被一个电子锁定装置锁定在转盘边缘，转盘 绕过转盘中心的竖直轴以 ω＝kt(k>0 且是恒 量)的角速度转动．从 t＝0 开始，在不同的时 刻 t 将小物块解锁，小物块经过一段时间后落到地面上．假设在 t 时刻解锁的物块落到地面上时重力的瞬时功率为 P，落地点到转 盘中心的水平距离为 d，则下图中 P－t 图像、d2－t2 图像分别正 确的是( )
高考调研 ·高三总复习 ·物理
全国名校高中物理优质学案、专题汇编（附详解）
单元综合专题 四
平抛运动与圆周运动综合专题
第1页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
专题综述
第2页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
平抛运动与圆周运动的综合问题是高考的重点，主要有两种 类型：一是平抛运动与水平面内圆周运动的综合，二是平抛运动 与竖直面内圆周运动的综合．在此类问题中，除了应用平抛和圆 周运动相关规律，通常还要结合能量关系分析求解．解题的关键 是求解平抛与圆周运动衔接点的速度．