《步步高 2015高三物理总复习（江苏专用）（配套课件）第五章 专题四》由会员分享，可在线阅读，更多相关《步步高 2015高三物理总复习（江苏专用）（配套课件）第五章 专题四（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章 机械能 专题四 应用力学两大观点分析平抛与圆周组合问题 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 专题四 应用力学两大观点分析平抛与圆周组合问题 考点一 用运动学公式和牛顿运动定律分析平抛与直线的组合运动 1 平抛运动可以分为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，两分运动具有等时性 2 当物体做直线运动时，分析物体受力是解题的关键正确分析物体受力，求出物体的加速度，然后运用运动学公式确定物体的运动规律 3 平抛运动与直线运动的衔接点的速度是联系两个运动的桥梁，因此解题时要正确分析衔接点速度的大小和方向 课堂探究 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 专题四 应用力学两大观点分析平抛与圆周
2、组合问题 【 例 1 】 如图 1 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 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 . 8 m ，重力加速度取 g 10 m/53 0 . 8 ， 3 0. 6 ，求： (1) 小球水平抛出时的初速度 (2) 斜面顶端与平台边缘的水平距离 x ； (3) 若斜面顶端高 H 20 . 8 m ，则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端？ 指出了运动性质为平抛运动，想一想平抛的特点 由此就可以明确平抛运动的水平和竖直距离 说明了平抛运动的末速度方向明确了速度的分解的角度 图 1 审题突破 课堂探究 课堂探究 学
3、科素养培养 高考模拟 专题四 应用力学两大观点分析平抛与圆周组合问题 ( 3 ) 小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度 a mg si n 5 3 m 8 m / v v 20 v 2y 5 m / s n 5 3 v t 2 1222 代入数据，解得 t 2 2 s 或 t 2 134s( 不合题意舍去 ) 所以 t t 1 t 2 2 . 4 s . v vy v0 h 0. 8 m ， g 10 m/53 0. 8 ， 3 0. 6 ， (1) 小球水平抛出时的初速度 v 0 ； (2) 斜面顶端与平台边缘的水平距离 x ； (3) 若斜面顶端高 H 20 . 8 m ，则小球离开平台后经
4、多长时间到达斜面底端？ 将小球在斜面顶端的速度进行分解即可 利用平抛运动在水平方向是匀速直线运动特点 涉及时间问题首先想到牛顿运动定律 ( 2 ) 由 v y 得 t 1 0 s x v 0 t 1 3 0 . 4 m 1 . 2 m 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 v y v 0 t a n 5 3 ， v 2y 2 代入数据 ， 得 v y 4 m / s ， v 0 3 m / s. 课堂探究 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 专题四 应用力学两大观点分析平抛与圆周组合问题 考点二 用动力学和功能观点分析平抛与圆周的组合运动
5、1 物体的圆周运动主要是竖直面内的圆周运动，通常应用动能定理和牛顿第二定律进行分析，有的题目需要注意物体能否通过圆周的最高点 2 平抛运动与圆周运动的衔接点的速度是解题的关键 课堂探究 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 专题四 应用力学两大观点分析平抛与圆周组合问题 【例 2 】 如图 2 所示，一粗糙斜面 圆心角为37 的光滑圆弧 切，经过 C 点的切线方向水平已知圆弧的半径为 R 1 25 m ，斜面长度为 L 1 m 质量为 m 1 k g 的小物块 ( 可视为质点 ) 在水平外力 F 1 N 作用下，从斜面顶端 A 点处由静止开始，沿斜面向下运动，当到达 B 点时撤去外力，物块沿圆弧滑
6、至 C 点抛出， 若落地点 E 与 C 点间的水平距离为 x 1 2 m ， C 点距离地面高度为 h 0 8 m (s i n 37 0 6 ， c 37 0 8 ，重力加速度 0 m / 求： (1) 物块经 C 点时对圆弧面的压力； (2) 物块滑至 B 点时的速度； (3) 物块与斜面间的动摩擦因数 注意轨道情况，受力分析时不要漏力或添力 注意初末状态和力 物块从 知水平距离和竖直高度可求平抛初速度 课堂探究 图 2 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 专题四 应用力学两大观点分析平抛与圆周组合问题 【例 2 】 圆心角为 37 ， R 1 25 m ， L 1 m m 1 水平外力 F
7、 1 N ，当到达 B 点时撤去外力，物块沿圆弧滑至 C 点抛出， x 1 2 m ， h 0 8 m (si n 37 0 6 ， c 7 0 8 ， g 取 10 m/求： ( 1) 物块经 C 点时对圆弧面的压力； (2) 物块滑至 B 点时的速度； (3) 物块与斜面间的动摩擦因数 N 思路点拨 F N m v 2要求出 需知道 用平抛知识可求 析 (1) 物块从 C 点到 E 点做平抛运动 由 h 12 得 t 0 4 s ， 3 m/ s 由牛顿第二定律知 F N m v 2， F N 17 2 N 由牛顿第三定律知，物体在 C 点时对圆弧的压力大小为 17 2 N ，方向竖直向
8、下 规范解答 课堂探究 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 专题四 应用力学两大观点分析平抛与圆周组合问题 【例 2 】 圆心角为 37 ， R 1 25 m ， L 1 m m 1 水平外力 F 1 N ，当到达 B 点时撤去外力，物块沿圆弧滑至 C 点抛出， x 1 2 m ， h 0 8 m (si n 37 0 6 ， c 7 0 8 ， g 取 10 m/求： (1) 物块经 C 点时对圆弧面的压力； (2) 物块滑至 B 点时的速度； (3) 物块与斜面间的动摩擦因数 思路点拨 已知 可用动能定理或机械能守恒解决 规范解答 (2) 从 B 点到 C 点由动能定理有 1 7 ) 12m
9、 v 2C 12m v 2B ， v B 2 m/ s 课堂探究 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 专题四 应用力学两大观点分析平抛与圆周组合问题 【例 2 】 圆心角为 37 ， R 1 25 m ， L 1 m m 1 水平外力 F 1 N ，当到达 B 点时撤去外力，物块沿圆弧滑至 C 点抛出， x 1 2 m ， h 0 8 m (si n 37 0 6 ， c 7 0 8 ， g 取 10 m/求： ( 1) 物块经 C 点时对圆弧面的压力； (2) 物块滑至 B 点时的速度； (3) 物块与斜面间的动摩擦因数 思路点拨 规范解答 通过受力分析，运用牛顿第二定律 F=知加速度 由运动
10、学公式求 a (3) 从 A 点到 B 点由 v 2B 2 得 a 2 m/ s 2 由牛顿第二定律有 mg si n 3 7 F 7 ( mg c 37 F si n 3 7 ) 代入数据，解得 0 . 65 课堂探究 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 专题四 应用力学两大观点分析平抛与圆周组合问题 【突破训练 1 】 如图 3 所示，从 A 点以 4 m /s 的水平速度抛出一质量 m 1 k g 的小物块( 可视为质点 ) ，当小物块运动至 B 点时，恰好沿切线方向进入固定的光滑圆弧轨道 经圆孤轨道后滑上与 C 点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道 C 端切线水平已知长木板的质量
11、 M 4 k g ， A 、 B 两点距 C 点的高度分别为 H 0 6 m 、 h 0 1 5 m ， R 0 7 5 m ，小物块与长木板之间的动摩擦因数 1 0 5 ，长木板与地面间的动摩擦因数 2 0 2 ， g 1 0 m / ： (1) 小物块运动至 B 点时的速度大小和方向； (2) 小物块滑动至 C 点时，对圆弧轨道 C 点的压力大小； (3) 长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板 物体做平抛运动 物体与斜面无碰撞 ,无能量损失 ,同时也知道了平抛运动末速度的方向 无能量损失，只有重力做功 课堂探究 图 3 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 专题四 应用力学两大观点分析
12、平抛与圆周组合问题 【突破训练 1 】 如图所示， 4 m /s ， 质量 m 1 k g ，至 B 点时，恰好沿切线方向进入固定的光滑圆弧轨道 经圆孤轨道后滑上与 C 点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道 C 端切线水平已知 M 4 k g ， A 、 B 两点距C 点的高度分别为 H 0 . 6 m 、 h 0 . 15 m ， R 0 . 7 5 m ，动摩擦因数 1 0 5 ，动摩擦因数 2 0 2 ， g 10 m / ： (1) 小物块运动至 B 点时的速度大小和方向； 思路点拨 规范解答 利用平抛运动在两个方向的规律求解，也可以将 解析 ( 1 ) 设小物块做平抛运动的时
13、间为 t，则有： H h 12 点时竖直分速度为 v y ： v y 则小物块运动到 B 点时的速度 v 1 v 20 v 2y 5 m /s 速度方向与水平面的夹角为 ： ta n v 34 ，即 37 课堂探究 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 专题四 应用力学两大观点分析平抛与圆周组合问题 【突破训练 1 】 如图所示， 4 m /s ， 质量 m 1 k g ，至 B 点时，恰好沿切线方向进入固定的光滑圆弧轨道 经圆孤轨道后滑上与 C 点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道 C 端切线水平已知 M 4 k g ， A 、 B 两点距C 点的高度分别为 H 0 . 6 m 、 h 0 . 15 m ， R 0 . 7 5 m ，动摩擦因数 1 0 5 ，动摩擦因数 2 0 2 ， g 10 m / ： (2) 小物块滑动至 C
