【3年高考2年模拟】(新课标)2016版高考物理大一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天本章小结课件

专题四圆周运动与平抛运动的综合问题1.水平面内的圆周运动与平抛运动的综合问题(1)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,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:专题归纳提升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如图,置于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=0.5m,离水平地面的高度H=0.8m,物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.4m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10m/s2。求:(1)物块做平抛运动的初速度大小v0;(2)物块与转台间的动摩擦因数μ。 解析(1)物块做平抛运动,在竖直方向上有H= gt2 ①在水平方向上有s=v0t ②由①②式解得v0=s =1m/s③(2)物块离开转台时,最大静摩擦力提供向心力,有fm=m  ④fm=μN=μmg ⑤122gH20vR由③④⑤式解得μ= =0.2 答案(1)1m/s(2)0.220vgR2.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”,然后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。34(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? 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。34122gd1222v1221v34dd52gd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 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,有d-l= g x=v3t1解得x=4 3421mvR11323vl83gl1221t()3ldl当l= 时,x有极大值xm= d 答案(1)  (2) mg(3)  d2d2332gd52gd1132d233