2018版高考物理配套课件：第四章 必考计算题3 力与物体的曲线运动

这是一份2018版高考物理配套课件：第四章 必考计算题3 力与物体的曲线运动，共33页。PPT课件主要包含了力与物体的曲线运动，课时训练，内容索引，解析答案，答案1ms2，题组阶梯突破，答案12ms，答案105s，方法感悟，水平方向L＝v0t等内容，欢迎下载使用。

例1 　如图1所示，水平平台AO长x＝2 m，槽宽d＝0.10 m，槽高h＝1.25 m，现有一小球(可看成质点)从平台上A点水平射出，已知小球与平台间的阻力为其重力的0.1，空气阻力不计．(1)求小球在平台上运动的加速度大小；
命题点一 直线与平抛的组合
代入数据得a＝1 m/s2
(2)为使小球能沿平台到达O点，求小球在A点的最小出射速度和此情景下小球在平台上的运动时间；
解析　设小球的最小出射速度为v1，由v12＝2ax解得v1＝2 m/s解得t＝2 s答案　2 m/s　2 s
(3)若要保证小球碰槽壁且恰能落到槽底上的P点，求小球离开O点时的速度大小．
解析　设小球落到P点，在O点抛出时的速度为v0，水平方向有：d＝v0t1
解以上两式得v0＝0.2 m/s.答案　0.2 m/s
1.如图2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α＝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/s2，sin 53°＝0.8，cs 53°＝0.6，求：(1)小球水平抛出时的初速度v0；
解析　由题意可知，小球落到斜面顶端并刚好沿斜面下滑，说明此时小球速度方向与斜面平行，否则小球会弹起，如图所示，
vy＝v0tan 53°，vy2＝2gh代入数据，得vy＝4 m/s，v0＝3 m/s.答案　3 m/s　
(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？
解析　由vy＝gt1得t1＝0.4 s x＝v0t1＝3×0.4 m＝1.2 m答案　1.2 m
所以t＝t1＋t2＝2.4 s.答案　2.4 s
例2 　游乐园的小型“摩天轮”上对称站着质量均为m的8位同学．如图3所示，“摩天轮”在竖直平面内逆时针匀速转动，若某时刻转到顶点a上的甲同学让一小重物做自由落体运动，并立即通知下面的同学接住，结果重物掉落时正处在c处(如图)的乙同学恰好在第一次到达最低点b处时接到，已知“摩天轮”半径为R，重力加速度为g(不计人和吊篮的大小及重物的质量)．求：
命题点二　直线与圆周的组合
(1)接住前重物下落的时间t；
(2)人和吊篮随“摩天轮”运动的线速度v的大小；
(3)乙同学在最低点处对地板的压力FN.
2.为确保弯道行车安全，汽车进入弯道前必须减速．如图4所示，AB为进入弯道前的平直公路，BC为水平圆弧形弯道．已知AB段的距离s＝14 m，弯道半径R＝24 m．汽车到达A点时速度vA＝16 m/s，汽车与路面间的动摩擦因数μ＝0.6，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝10 m/s2.要确保汽车进入弯道后不侧滑．求汽车：
(1)在弯道上行驶的最大速度；
(2)在AB段做匀减速运动的最小加速度．
解析　AB过程中汽车做匀减速运动的最小加速度大小为a.vA2－v2＝2as得出a＝4 m/s2.答案　4 m/s2
例3 　如图5所示，用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形APB(圆半径比细管的内径大得多)和直线BC组成的轨道固定在水平桌面上，已知APB部分的半径R＝1 m，BC段长L＝1.5 m．弹射装置将一个质量为0.1 kg的小球(可视为质点)以v0＝3 m/s的水平初速度从A点射入轨道，小球从C点离开轨道随即水平抛出，桌子的高度h＝0.8 m，不计空气阻力，g取10 m/s2.求：
命题点三　平抛与圆周的组合
(1)小球在半圆轨道上运动时的角速度ω、向心加速度an的大小；
答案　3 rad/s　9 m/s2
(2)小球从A点运动到B点的时间t；
(3)小球在空中做平抛运动的时间及落到地面D点时的速度大小．
落地时竖直方向的速度为：vy＝gt＝10×0.4 m/s＝4 m/s，
答案　0.4 s　5 m/s
水平面内的圆周运动与平抛运动综合问题的解题方法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．
3.如图6所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管道竖直放置，质量为m的小球以某一速度进入管内，小球通过最高点P时，对管壁的压力为0.5mg，问小球落地处到P点的水平距离可能为多大？
解析　小球从管口飞出做平抛运动，设落地时间为t，
1.如图1所示，质量为m的小球从A点水平抛出，抛出点距离地面高度为H，不计空气的摩擦阻力，重力加速度为g.在无风情况下小球的落地点B到抛出点的水平距离为L；当有恒定的水平风力F时，小球仍以原初速度抛出，落地点C到抛出点的水平距离为 ，求：
(1)小球初速度的大小．
(2)水平风力F的大小．
2.如图2，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形轨道BC相切于B点，半圆轨道半径为R，质量为m的木块从A处由弹簧沿AB方向弹出，当它经过B点时对半圆轨道的压力是其重力的6倍，到达顶点C时刚好对轨道无作用力，并从C点飞出且刚好落回A点，已知重力加速度为g(不计空气阻力)，求：
(1)木块经过B点时的速度大小vB；
解析　木块在B点时，受到重力、支持力，
(2)A、B间的距离L.
L＝vCt解得：L＝2R.答案　2R
3.如图3所示，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＝1.8 m，水池宽度s0＝1.2 m，传送带A、B间的距离L0＝20.85 m，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＝0.5 s反应时间后，立刻以a＝2 m/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＝3 m/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．
x1＝v0t1＝1.8 m选手在传送带上做匀加速直线运动，则：
t2＝4.5 st＝t1＋t2＋Δt＝5.6 s答案　5.6 s
(2)若传送带以v＝1 m/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　选手以水平速度v1跃出落到传送带上，先向左匀速运动后再向左匀减速运动，刚好不从传送带上掉下时水平速度v1最小，则：
解得：v1＝3.25 m/s.答案　3.25 m/s
4.如图4所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B点脱离后做平抛运动，经过0.3 s后又恰好与倾角为45°的斜面垂直相碰．已知半圆形管道的半径为R＝1 m，小球可看成质点且其质量为m＝1 kg，g取10 m/s2.求：
(1)小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离；
解析　小球在C点的竖直分速度vy＝gt＝3 m/s.水平分速度vx＝vytan 45°＝3 m/s.则B点与C点的水平距离为x＝vxt＝0.9 m.答案　0.9 m