高考核動(dòng)力屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題講座（四）拋體運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的綜合問(wèn)題課件

1、專題講座（四）專題講座（四） 拋體運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的拋體運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的綜合問(wèn)題綜合問(wèn)題 通常是圓周運(yùn)動(dòng)與斜軌道、平臺(tái)相關(guān)聯(lián)的勻速直線運(yùn)通常是圓周運(yùn)動(dòng)與斜軌道、平臺(tái)相關(guān)聯(lián)的勻速直線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、豎直上拋運(yùn)動(dòng)，要根據(jù)各階段的受力情況確動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、豎直上拋運(yùn)動(dòng)，要根據(jù)各階段的受力情況確定運(yùn)動(dòng)情況，列牛頓定律方程結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式或從能量的觀定運(yùn)動(dòng)情況，列牛頓定律方程結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式或從能量的觀點(diǎn)去解決點(diǎn)去解決而天體表面的拋體運(yùn)動(dòng)則經(jīng)常與萬(wàn)有引力定律結(jié)合來(lái)求而天體表面的拋體運(yùn)動(dòng)則經(jīng)常與萬(wàn)有引力定律結(jié)合來(lái)求解圍繞天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的有關(guān)物理量，解決的途解圍繞天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的有關(guān)物理

2、量，解決的途徑是通過(guò)拋體運(yùn)動(dòng)求天體表面的重力加速度，再根據(jù)萬(wàn)有引徑是通過(guò)拋體運(yùn)動(dòng)求天體表面的重力加速度，再根據(jù)萬(wàn)有引力定律求力定律求T、天體質(zhì)量或密度，也可以只根據(jù)萬(wàn)有引力、天體質(zhì)量或密度，也可以只根據(jù)萬(wàn)有引力定律求重力加速度，再分析拋體運(yùn)動(dòng)定律求重力加速度，再分析拋體運(yùn)動(dòng) 1平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的有關(guān)問(wèn)題平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的有關(guān)問(wèn)題在我國(guó)南方農(nóng)村地區(qū)有一種簡(jiǎn)易水輪在我國(guó)南方農(nóng)村地區(qū)有一種簡(jiǎn)易水輪機(jī)，如圖所示，從懸崖上流出的水可看作連續(xù)做平拋運(yùn)動(dòng)的機(jī)，如圖所示，從懸崖上流出的水可看作連續(xù)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體，水流軌道與下邊放置的輪子邊緣相切，水沖擊輪子邊物體，水流軌道與下邊放置的輪子邊緣

3、相切，水沖擊輪子邊緣上安裝的擋水板，可使輪子連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出動(dòng)力當(dāng)該系緣上安裝的擋水板，可使輪子連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出動(dòng)力當(dāng)該系統(tǒng)工作穩(wěn)定時(shí)，可近似認(rèn)為水的末速度與輪子邊緣的線速度統(tǒng)工作穩(wěn)定時(shí)，可近似認(rèn)為水的末速度與輪子邊緣的線速度相同設(shè)水的流出點(diǎn)比輪軸高相同設(shè)水的流出點(diǎn)比輪軸高h(yuǎn)5.6 m，輪子半徑，輪子半徑R1 m調(diào)整輪軸調(diào)整輪軸O的位置，使水流與輪邊緣切點(diǎn)對(duì)應(yīng)的半徑與的位置，使水流與輪邊緣切點(diǎn)對(duì)應(yīng)的半徑與水平線成水平線成37角角. (已知已知sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2)問(wèn)：?jiǎn)枺?(1)水流的初速度水流的初速度v0大小為多少？大小為多少？(2)若不計(jì)擋水板的大小，則輪子

4、轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為多少若不計(jì)擋水板的大小，則輪子轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為多少 【答案】【答案】(1)7.5 m/s(2)12.5 rad/s(1)小球到達(dá)小球到達(dá)C點(diǎn)的速度點(diǎn)的速度vC為多少？為多少？(2)圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的最大周期圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的最大周期T為多少？為多少？(3)在圓筒以最大周期在圓筒以最大周期T轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，要完成上述運(yùn)動(dòng)圓筒的半轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，要完成上述運(yùn)動(dòng)圓筒的半徑徑R必須為多少？必須為多少？【答案】【答案】(1)2 m/s(2)0.2 s(3)0.075 m3拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用問(wèn)題拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用問(wèn)題宇航員站在一星球表面，沿水平方向以宇航員站在一星球表面，沿水平方向以v0的

5、初速度拋出一個(gè)小球測(cè)得拋出點(diǎn)的高度為的初速度拋出一個(gè)小球測(cè)得拋出點(diǎn)的高度為h，拋出點(diǎn)，拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的水平距離為與落地點(diǎn)之間的水平距離為L(zhǎng)，已知該星球的半徑為，已知該星球的半徑為R，求，求該星球的第一宇宙速度該星球的第一宇宙速度(即人造衛(wèi)星在該星球表面做勻速即人造衛(wèi)星在該星球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)必須具有的速度圓周運(yùn)動(dòng)必須具有的速度) 遷移訓(xùn)練遷移訓(xùn)練1如圖所示，小球如圖所示，小球P用用l1 m的細(xì)繩系著，在水平面內(nèi)的細(xì)繩系著，在水平面內(nèi)繞繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其角速度點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其角速度2 rad/s，另一小球，另一小球Q質(zhì)量為質(zhì)量為m1 kg，在高出水平面，在高出水平面h0.8 m的

6、水平槽上，槽與的水平槽上，槽與繩平行，槽光滑，槽口繩平行，槽光滑，槽口A點(diǎn)在點(diǎn)在O點(diǎn)正上方、當(dāng)小球點(diǎn)正上方、當(dāng)小球Q受到水受到水平恒力平恒力F作用時(shí)，兩小球同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，作用時(shí)，兩小球同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，Q運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到A，力，力F自自然取消求：然取消求：(1)恒力恒力F的表達(dá)式為何值時(shí)，兩小球可能相碰？的表達(dá)式為何值時(shí)，兩小球可能相碰？(2)在滿足在滿足(1)條件的前提下，條件的前提下，Q運(yùn)動(dòng)到槽口的最短時(shí)間運(yùn)動(dòng)到槽口的最短時(shí)間和相應(yīng)的和相應(yīng)的Q在槽上滑行的距離在槽上滑行的距離(g取取10 m/s2)2如圖所示，一個(gè)水平放置的圓桶繞軸如圖所示，一個(gè)水平放置的圓桶繞軸OO勻速轉(zhuǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度動(dòng)，

7、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度2.5 rad/s，桶壁上，桶壁上P處有一圓孔，桶壁處有一圓孔，桶壁很薄，桶的半徑很薄，桶的半徑R2 m當(dāng)圓孔運(yùn)動(dòng)到桶的上方時(shí)，在圓當(dāng)圓孔運(yùn)動(dòng)到桶的上方時(shí)，在圓孔的正上方孔的正上方h3.2 m處有一個(gè)小球由靜止開始下落，已知圓處有一個(gè)小球由靜止開始下落，已知圓孔的半徑略大于小球的半徑試通過(guò)計(jì)算判斷小球是否和圓孔的半徑略大于小球的半徑試通過(guò)計(jì)算判斷小球是否和圓桶碰撞桶碰撞(不考慮空氣阻力，不考慮空氣阻力，g取取10 m/s2)【答案】【答案】小球和圓桶不會(huì)相碰3(2013福建卷，福建卷，20)如圖，一不可伸長(zhǎng)的輕繩上端懸如圖，一不可伸長(zhǎng)的輕繩上端懸掛于掛于O點(diǎn)，下端系一質(zhì)量點(diǎn)，下端系一

8、質(zhì)量m1.0 kg的小球現(xiàn)將小球拉到的小球現(xiàn)將小球拉到A點(diǎn)點(diǎn)(保持繩繃直保持繩繃直)由靜止釋放，當(dāng)它經(jīng)過(guò)由靜止釋放，當(dāng)它經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)繩恰好被拉點(diǎn)時(shí)繩恰好被拉斷，小球平拋后落在水平地面上的斷，小球平拋后落在水平地面上的C點(diǎn)地面上的點(diǎn)地面上的D點(diǎn)與點(diǎn)與OB在同一豎直線上，已知繩長(zhǎng)在同一豎直線上，已知繩長(zhǎng)L1.0 m，B點(diǎn)離地高度點(diǎn)離地高度H1.0 m，A、B兩點(diǎn)的高度差兩點(diǎn)的高度差h0.5 m，重力加速度，重力加速度g取取10 m/s2，不計(jì)空氣影響，求：不計(jì)空氣影響，求：(1)地面上地面上D、C兩點(diǎn)間的距離兩點(diǎn)間的距離s；(2)輕繩所受的最大拉力大小輕繩所受的最大拉力大小 【答案】【答案】(1)1.41 m(2)20 N4如圖所示，宇航員站在某質(zhì)量分布均勻的星球表面如圖所示，宇航員站在某質(zhì)量分布均勻的星球表面一斜坡上一斜坡上P點(diǎn)沿水平方向以初速度點(diǎn)沿水平方向以初速度v0拋出一個(gè)小球，測(cè)得小拋出一個(gè)小球，測(cè)得小球經(jīng)時(shí)間球經(jīng)時(shí)間t落到斜坡上另一點(diǎn)落到斜坡上另一點(diǎn)Q，斜面的傾角為，斜面的傾角為，已知該星，已知該星球半徑為球半徑為R，萬(wàn)有引力常