高考物理大一輪復習 第四章 曲線運動 萬有引力與航天本章小結(jié)課件.ppt

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專題四 圓周運動與平拋運動的綜合問題 1.水平面內(nèi)的圓周運動與平拋運動的綜合問題 (1)此類問題往往是物體先做水平面內(nèi)的勻速圓周運動,后做平拋運動, 有時還要結(jié)合能量關系分析求解,多以選擇題或計算題考查。 (2)解題關鍵:,①明確水平面內(nèi)勻速圓周運動的向心力來源,根據(jù)牛頓第二定律和向心 力公式列方程。 ②平拋運動一般是沿水平方向和豎直方向分解速度或位移。 ③速度是聯(lián)系前后兩個過程的關鍵物理量,前一個過程的末速度是后一 個過程的初速度。,例1 如圖,置于圓形水平轉(zhuǎn)臺邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺加速轉(zhuǎn)動,當轉(zhuǎn)速達 到某一數(shù)值時,物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺開始做平拋運動?，F(xiàn)測得轉(zhuǎn)臺半徑R =0.5 m,離水平地面的高度H=0.8 m,物塊平拋落地過程水平位移的大小s =0.4 m。設物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,取重力加速度g= 10 m/s2。求:,(1)物塊做平拋運動的初速度大小v0; (2)物塊與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)μ。,解析 (1)物塊做平拋運動,在豎直方向上有 H= gt2 ① 在水平方向上有 s=v0t ② 由①②式解得v0=s =1 m/s③ (2)物塊離開轉(zhuǎn)臺時,最大靜摩擦力提供向心力,有 fm=m ④ fm=μN=μmg ⑤,由③④⑤式解得μ= =0.2 答案 (1)1 m/s (2)0.2,2.豎直面內(nèi)的圓周運動與平拋運動的綜合問題 (1)此類問題有時物體先做豎直面內(nèi)的變速圓周運動,后做平拋運動,有時物 體先做平拋運動,后做豎直面內(nèi)的變速圓周運動,往往要結(jié)合能量關系求 解,多以計算題考查。 (2)解題關鍵: ①豎直面內(nèi)的圓周運動首先要明確是“輕桿模型”還是“輕繩模型”,然 后分析物體能夠到達圓周最高點的臨界條件。 ②速度也是聯(lián)系前后兩個過程的關鍵物理量。,例2 小明站在水平地面上,手握不可伸長的輕繩一端,繩的另一端系有質(zhì) 量為m的小球,甩動手腕,使球在豎直平面內(nèi)做圓周運動。當球某次運動到 最低點時,繩突然斷掉,球飛行水平距離d后落地,如圖所示。已知握繩的手 離地面高度為d,手與球之間的繩長為 d,重力加速度為g。忽略手的運動 半徑和空氣阻力。,(1)求繩斷時球的速度大小v1和球落地時的速度大小v2。 (2)問繩能承受的最大拉力多大?,(3)改變繩長,使球重復上述運動,若繩仍在球運動到 最低點時斷掉,要使球拋出的水平距離最大,繩長應 為多少?最大水平距離為多少?,解析 (1)設繩斷后球飛行時間為t,由平拋運動規(guī)律,有 豎直方向d- d= gt2,水平方向d=v1t 聯(lián)立解得v1= 由機械能守恒定律,有 m = m +mg 解得v2= (2)設繩能承受的最大拉力大小為T,這也是球受到繩的最大拉力大小。,球做圓周運動的半徑為R= d 由圓周運動向心力公式,有T-mg= 聯(lián)立解得T= mg (3)設繩長為l,繩斷時球的速度大小為v3,繩承受的最大拉力不變, 有T-mg=m 得v3= 繩斷后球做平拋運動,豎直位移為d-l,水平位移為x,時間為t1, 有d-l= g x=v3t1 解得x=4,當l= 時,x有極大值xm= d 答案 (1) (2) mg (3) d,