高考物理热点专题全方位突破：平抛与圆周运动组合问题的分析

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1、2014高考物理热点专题全方位突破：平抛与圆周运动组合问题的分析考纲解读1.掌握运用平抛运动规律、圆周运动知识解决综合性问题的方法.2.掌握程序法在解题中的应用．考点一　平抛运动与直线运动的组合问题1．一个物体平抛运动和直线运动先后进行，要明确直线运动的性质，关键抓住速度是两个运动的衔接点．2．两个物体分别做平抛运动和直线运动，且同时进行，则它们运动的时间相等，同时满足一定的空间几何关系．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＝0.8m，重力加速度取g＝

2、10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，求：图1(1)小球水平抛出时的初速度v0；(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离x；(3)若斜面顶端高H＝20.8m，则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端？　　　　　抓住小球平抛到斜面顶端“刚好沿光滑斜面下　滑”这一关键条件，利用斜面倾角和速度的分解与合成求合速度．突破训练1　如图2所示，我某集团军在一次空地联合军事演习中，离地面H高处的飞机以水平对地速度v1发射一颗炸弹欲轰炸地面目标P，反应灵敏的地面拦截系统同时以初速度v2竖直向上发射一颗炮弹拦截(炮弹运动过程看做竖直图2上抛)．设此时拦截系统与飞机

3、的水平距离为x，若拦截成功，不计空气阻力，则v1、v2的关系应满足(　　)A．v1＝v2B．v1＝v2C．v1＝v2D．v1＝v2考点二　平抛运动与圆周运动的组合问题例2　如图3所示，有一个可视为质点的质量为m＝1kg的小物块，从光滑平台上的A点以v0＝3m/s的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M＝3kg的长木板．已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑接触，小物块与长木板间的动摩擦因数μ＝0.3，圆弧轨道的半径为R＝0.5m，C点和圆弧的圆心

4、连线与竖直方向的夹角θ＝53°，不计空气阻力，取重力加速度g＝10m/s2.求：图3(1)A、C两点的高度差；(2)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力；(3)要使小物块不滑出长木板，木板的最小长度．(sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)(3)设小物块刚好滑到木板右端时与木板达到共同速度，大小为v，小物块在木板上滑行的过程程序法在解题中的应用所谓“程序法”是指根据题意按先后顺序分析发生的运动过程，并明确每一过程的受力情况、运动性质、满足的规律等等，还要注意前后过程的衔接点是具有相同的速度．突破训练2　在我国南方农村地区有一种简易水轮机，如图4

5、所示，从悬崖上流出的水可看做连续做平抛运动的物体，水流轨道与下边放置的轮子边缘相切，水冲击轮子边缘上安装的挡水板，可使轮子连续转动，输出动力．当该系统工作稳定时，可近似认为水的末速度与轮子边缘的线速度相同．设水的流出点比轮轴高h＝5.6m，轮子半径图4R＝1m．调整轮轴O的位置，使水流与轮边缘切点对应的半径与水平线成θ＝37°角．(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)问：(1)水流的初速度v0大小为多少？(2)若不计挡水板的大小，则轮子转动的角速度为多少？27．直线运动、平抛运动和圆周运动组合问题的分析　1.对于多过程问题首先要

6、搞清各运动过程的特点，然后选用相应规律．2．要特别注意运用有关规律建立两运动之间的联系，把转折点的速度作为分析重点．突破训练3　水上滑梯可简化成如图6所示的模型，斜槽AB和光滑圆弧槽BC平滑连接．斜槽AB的竖直高度差H＝6.0m，倾角θ＝37°；圆弧槽BC的半径R＝3.0m，末端C点的切线水平；C点与水面的距离h＝0.80m．人与AB间的动摩擦因数μ＝0.2，取重力加速度g＝10m/s2，cos37°＝0.8，sin37°＝0.6.图6一个质量m＝30kg的小朋友从滑梯顶端A点无初速度地自由滑下，不计空气阻力．求：(1)小朋友沿斜槽AB下滑时加速度a的大小；

7、(2)小朋友滑到C点时速度v的大小及滑到C点时受到槽面的支持力FC的大小；(3)在从C点滑出至落到水面的过程中，小朋友在水平方向的位移x的大小．高考题组1．(2012·福建理综·20)如图7所示，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．设物块图7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.2．小明站在水平地

8、面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m