2015届高考物理热点专题突破总复习(圆周运动与平抛运动)

2015届高考物理热点专题突破总复习圆周运动与平抛运动的综合问题课件全品高考网：gk.canpoint.cn全品文教高中微信号:canpointgz全品教学网：热点专题系列(六)全品高考网：gk.canpoint.cn全品文教高中微信号:canpointgz全品教学网：圆周运动与平抛运动的综合问题[热点概述]圆周运动和平抛运动的综合问题，是高考的热点，也是高考的重点．此类综合问题主要是水平面内的圆周运动与平抛运动的综合考查和竖直面内圆周运动与平抛运动的综合考查．一、水平面内的圆周运动与平抛运动的综合问题1．明确水平面内匀速圆周运动和向心力来源，根据牛顿第二定律和向心力公式列方程．2．平抛运动一般将运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动．【例证1】[2012·福建高考]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＝12gt2①在水平方向上有s＝v0t②由①②式解得v0＝sg2H＝1m/s.③(2)物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有fm＝mv20R④fm＝μN＝μmg⑤由③④⑤式解得μ＝v20gR＝0.2.【答案】(1)1m/s(2)0.2二、竖直面内的圆周运动与平抛运动的综合问题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”．一般分析圆周运动的最高点的临界条件，最低点的受力．2．往往结合动能定理或机械能守恒定律求解．【例证2】[2013·浙江高考]山谷中有三块石头和一根不可伸长的轻质青藤，其示意图如图所示．图中A、B、C、D均为石头的边缘点，O为青藤的固定点，h1＝1.8m，h2＝4.0m，x1＝4.8m，x2＝8.0m．开始时，质量分别为M＝10kg和m＝2kg的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头的A点水平跳至中间石头．大猴抱起小猴跑到C点，抓住青藤下端，荡到右边石头上的D点，此时速度恰好为零．运动过程中猴子均可看成质点，空气阻力不计，重力加速度g＝10m/s2.求：(1)大猴从A点水平跳离时速度的最小值；(2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小；(3)猴子荡起时，青藤对猴子的拉力大小．【解析】(1)设大猴子从A点水平跳离时速度的最小值为vmin，根据平抛运动规律，有h1＝12gt2①x1＝vmint②联立①②得vmin＝8m/s③(2)猴子抓住青藤后的运动过程中机械能守恒，设荡起时速度为vC，有(M＋m)gh2＝12(M＋m)v2C④解得vC＝2gh2＝80m/s≈9m/s⑤(3)设拉力为FT，青藤的长度为L，对最低点，由牛顿第二定律得FT－(M＋m)g＝(M＋m)v2CL⑥由几何关系(L－h2)2＋x22＝L2⑦得L＝10m⑧联立⑤⑥⑧并代入数据解得FT＝(M＋m)g＋(M＋m)v2CL＝216N.【答案】(1)8m/s(2)9m/s(3)216N1．如图所示，一水平光滑、距地面高为h、边长为a的正方形桌面MNPQ上，用长为L的不可伸长的轻绳连接质量分别为mA、mB的A、B两小球．两小球在绳子拉力的作用下，绕绳子上的某点O以不同的线速度做匀速圆周运动，圆心O与桌面中心重合．已知mA＝0.5kg，L＝1.2m，LAO＝0.8m，a＝2.1m，h＝1.25m，A球的速度大小vA＝0.4m/s，重力加速度g取10m/s2，求：(1)绳子上的拉力F以及B球的质量mB；(2)若当绳子与MN平行时突然断开，则经过1.5s两球的距离；(3)两小球落至地面时，落点间的距离．【解析】(1)绳子上的拉力F＝mAv2ALOA＝0.01N由F＝mALOAω2＝mBLOBω2得：mB＝mALOALOB＝1kg(2)经过1.5s两球垂直MN的距离x＝(vA＋vB)t1＝0.6×1.5m＝0.9m经过1.5s两球的距离s＝x2＋L2＝1.5m(3)小球从桌面落至地面的时间t2＝2hg＝0.5s两小球落至地面时两球垂直MN的距离x′＝(vA＋vB)t2＋a＝2.4m两球落至地面时，落点间的距离s′＝x′2＋L2＝655m.【答案】(1)0.01N1kg(2)1.5m(3)655m2．[2014·开封模拟]某电视台娱乐节目，要求选手要从较高的平台上以水平速度v0跃出后，落在水平传送带上，已知平台与传送带高度差H＝1.8m，水池宽度s0＝1.2m，传送带AB间的距离L0＝20.85m，由于传送带足够粗糙，假设人落到传送带上后瞬间相对传送带静止，经过一个Δt＝0.5s反应时间后，立刻以a＝2m/s2，方向向右的加速度跑至传送带最右端．(1)若传送带静止，选手以v0＝3m/s水平速度从平台跃出，求从开始跃出到跑至传送带右端经历的时间；(2)若传送带以u＝1m/s的恒定速度向左运动，选手若要能到达传送带右端，则从高台上跃出的水平速度v1至少多大？【解析】(1)选手从平台上跃出后做平抛运动，则H＝gt21/2，t1＝2Hg＝0.6s，x1＝v0t1＝1.8m，L0－(x1－s0)＝at22/2，t2＝4.5s，t＝t1＋t2＋Δt＝5.6s.(2)选手以水平速度v1跃出落到传送带上，先向左匀速运动后向左匀减速运动，刚好不从传送带上掉下时水平速度v1最小．则v1t1－s0＝uΔt＋u22a，代入数据得v1＝3.25m/s.【答案】(1)5.6s(2)3.25m/s3．[2013·南昌调研]有一项人体飞镖项目，可将该运动简化为以下模型(如图所示)：手握飞镖的小孩用一根不可伸长的细绳系于天花板下，在A处被其父亲沿垂直细绳方向推出，摆至最低处B时小孩松手，飞镖依靠惯性飞出命中竖直放置的圆形靶的靶心O，圆形靶的最高点C与B点在同一高度，A、B、C三点处在同一竖直平面内，且BC与圆形靶平面垂直．已知小孩质量为m，细绳长为L，B、C两点之间的距离为d，靶的半径为R，A、B两点之间的高度差为h.不计空气阻力，小孩和飞镖均可视为质点，重力加速度为g.(1)求小孩在A处被推出时的初速度大小；(2)如果飞镖脱手时沿BC方向速度不变，但由于小孩手臂的水平抖动使其获得了一个垂直于BC的水平速度v1，要让飞镖能够击中圆形靶，求v1的取值范围．【解析】(1)设飞镖从B点平抛运动到O点的时间为t，从B点抛出的初速度为v，则有d＝vtR＝12gt2由机械能守恒定律得12mv20＋mgh＝12mv2联立以上三式解得v0＝d2g2R－2gh(2)因BC方向的速度不变，则从B到靶的时间t不变，竖直方向上的位移仍为R，则靶上的击中点一定与靶心O在同一高度上，则垂直于BC的水平位移一定小于R，因此有v1tR可得v1Rg2【答案】(1)d2g2R－2gh(2)v1Rg2全品高考网gk.canpoint.cn全品文教高中微信号:canpointgz全品教学网：