機械能之平拋與圓周運動組合問題的分析課件

物理人教版第五章機械能專題四平拋與圓周運動組合問題的分析物理人教版第五章機械能專題四平拋與圓周運動考點一平拋運動與直線運動的組合問題2．兩個物體分別做平拋運動和直線運動，且同時進行，

則它們運動的時間相等，同時滿足一定的空間幾何

關(guān)系．1．

一個物體平拋運動和直線運動先后進行，要明確直線

運動的性質(zhì)，關(guān)鍵抓住速度是兩個運動的銜接點．課堂探究·考點突破考點一平拋運動與直線運動的組合問題2．兩個物體分別做平拋課堂探究·考點突破指出了運動性質(zhì)為平拋運動，想一想平拋的特點

由此就可以明確平拋運動的水平和豎直距離說明了平拋運動的末速度方向明確了速度的分解的角度圖1課堂探究·考點突破指出了運動性質(zhì)為平拋運動，想一想平拋的特點vvyv0將小球在斜面頂端的速度進行分解即可利用平拋運動在水平方向是勻速直線運動特點涉及時間問題首先想到牛頓運動定律課堂探究·考點突破vvyv0將小球在斜面頂端的速度進行分解即可利用平拋運動在水課堂探究·考點突破課堂探究·考點突破圖2C課堂探究·考點突破圖2C課堂探究·考點突破考點二平拋運動與圓周運動的組合問題平拋末速度方向圓弧軌道不動不計摩擦不考慮木板和地面之間的摩擦物塊與木板之間有摩擦力圖3課堂探究·考點突破考點二平拋運動與圓周運動的組合問題平拋末速度方向圓弧軌道不vCv0vCy課堂探究·考點突破vCv0vCy課堂探究·考點突破vCv0vCy課堂探究·考點突破vCv0vCy課堂探究·考點突破課堂探究·考點突破課堂探究·考點突破課堂探究·考點突破圖4

課堂探究·考點突破圖4v0vyv課堂探究·考點突破v0vyv課堂探究·考點突破【例3】（16分）如圖5所示，是某公園設(shè)計的一個游樂設(shè)施，所有軌道均光滑，AB面與水平面成一定夾角.一無動力小滑車質(zhì)量為m=10kg，沿斜面軌道由靜止滑下,然后滑入第一個圓形軌道內(nèi)側(cè)，其軌道半徑R=2.5m，不計通過B點時的能量損失，根據(jù)設(shè)計的要求，在軌道最低點與最高點各放一個壓力傳感器，測試小滑車對軌道的壓力，并通過計算機顯示出來，小滑車到達第一個圓形軌道最高點C處時剛好對軌道無壓力，又經(jīng)過水平軌道滑入第二個圓形軌道內(nèi)側(cè)，其軌道半徑r=1.5m，然后從水平軌道飛入水池內(nèi)，水面離水平軌道的距離為h=5m，g取10m/s2，小滑車在運動全過程中可視為質(zhì)點，求：(1)小滑車在第一個圓形軌道最高點C處的速度vC的大小;(2)在第二個圓形軌道的最高點D處小滑車對軌道的壓力FN的大?。?3)若在水池內(nèi)距離水平軌道邊緣正下方的E點x=12m處放一氣墊（氣墊厚度不計），要使小滑車既能安全通過圓形軌道又能落到氣墊上，則小滑車至少應(yīng)從離水平軌道多高的地方開始下滑？⑤包括兩個條件：一是安全通過圓形軌道，只要能通過C，一定可通過D；二是平拋運動后要落到氣墊上，對應(yīng)一最小平拋速度.通過比較兩個條件下到達平臺的速度即可求解分析運動過程抓住各段運動的運動特征①不計摩擦力做功，應(yīng)考慮機械能守恒定律②勻加速直線運動③圓周運動的臨界狀態(tài)，只有重力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律即可求得vC④要求到達D處的速度vD，可利用機械能守恒定律建立C、D兩點的關(guān)系學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)27.直線運動、平拋運動和圓周運動組合問題分析【例3】（16分）如圖5所示，是某公園設(shè)計的一個游樂設(shè)施，所【例3】m=10kg，R=2.5m，不計通過B點時的能量損失，小滑車到達第一個圓形軌道最高點C處時剛好對軌道無壓力，r=1.5m，h=5m，g取10m/s2，求：（1）小滑車在第一個圓形軌道最高點C處的速度vC的大??；（2）在第二個圓形軌道的最高點D處小滑車對軌道的壓力FN的大??；（3）若在水池內(nèi)距離水平軌道邊緣正下方的E點x=12m處放一氣墊（氣墊厚度不計），要使小滑車既能安全通過圓形軌道又能落到氣墊上，則小滑車至少應(yīng)從離水平軌道多高的地方開始下滑？學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)【例3】m=10kg，R=2.5m，不計通過B點時的能量損失學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)圖6mgFNFf學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)圖6mgFNFf學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)圖6學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)圖6學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)高考模擬·提能訓(xùn)練高考題組12模擬題組43高考模擬·提能訓(xùn)練高考題組12模擬題組43圖7①小物塊轉(zhuǎn)動過程中靜摩擦力提供向心力,速度增加,小物塊需要的向心力增加②此臨界狀態(tài)下需要的向心力恰好達到最大靜摩擦力③平拋運動水平方向是勻速直線運動,豎直方向是自由落體運動高考模擬·提能訓(xùn)練高考題組12模擬題組43圖7①小物塊轉(zhuǎn)動過程中靜摩擦力提供向心力,速度增加,小物塊需圖7高考模擬·提能訓(xùn)練高考題組12模擬題組43圖7高考模擬·提能訓(xùn)練高考題組12模擬題組43①在豎直平面內(nèi)做圓周運動過程中滿足機械能守恒定律②在最低點時繩的拉力和小球的重力的合力提供需要的向心力③繩子的拉力達到最大④該問中涉及臨界條件和最值問題，要注意對臨界條件的利用和數(shù)學(xué)方法求最值問題高考模擬·提能訓(xùn)練圖8

高考題組12模擬題組43①在豎直平面內(nèi)做圓周運動過程中滿足機械能守恒定律②在最低點時高考模擬·提能訓(xùn)練圖8

高考題組12模擬題組43高考模擬·提能訓(xùn)練圖8高考題組12模擬題組43高考模擬·提能訓(xùn)練圖8

高考題組12模擬題組43高考模擬·提能訓(xùn)練圖8高考題組12模擬題組43圖9①注意：整個過程中小球與滑桿都有摩擦②力F為恒力其做功W=FLcosθ③運動性質(zhì)為勻加速直線運動⑤由此知道平拋運動的水平距離為R，豎直高度為2R④能通過最高點，之后做平拋運動高考模擬·提能訓(xùn)練高考題組12模擬題組43圖9①注意：整個過程中小球與滑桿都有摩擦②力F為恒力其做功W圖9要求壓力須知道C點速度，利用平拋知識可求得，在對C點受力分析可得桿對球的支持力，還得用到牛頓第三定律高考模擬·提能訓(xùn)練高考題組12模擬題組43圖9要求壓力須知道C點速度，利用平拋知識可求得，在對C點受力圖9由于B-C摩擦力做功情況不清楚，沒法在B-C上用動能定理求解vB，進而想到用A-B段由于知道的了v

B所以可以在B-C段上用動能定理求摩擦力的功高考模擬·提能訓(xùn)練高考題組12模擬題組43圖9由于B-C摩擦力做功情況不清楚，沒法在B-C上用動能定理圖10高考模擬·提能訓(xùn)練高考題組12模擬題組43圖10高考模擬·提能訓(xùn)練高考題組12模擬題組43高考模擬·提能訓(xùn)練圖10高考題組12模擬題組43高考模擬·提能訓(xùn)練圖10高考題組12模擬題組43高考模擬·提能訓(xùn)練圖10高考題組12模擬題組43高考模擬·提能訓(xùn)練圖10高考題組12模擬題組43練出高分1234567練出高分1234567解析2345671練出高分解析2345671練出高分圖1解析2345671練出高分圖1解析2345671練出高分圖1解析3s

30m

20m

2345671練出高分圖1解析3s30m20m2345671練出高分圖2

1234567練出高分圖21234567練出高分解析1234567練出高分解析1234567練出高分解析答案(1)0.6m/s

(2)－4J

(3)0.76m

1234567練出高分解析答案(1)0.6m/s(2)－4J(3)0.761234567練出高分圖3

1234567練出高分圖3解析答案ACD1234567練出高分解析答案ACD1234567練出高分圖41234567練出高分圖41234567練出高分解析答案B1234567練出高分解析答案B1234567練出高分圖5

1234567練出高分圖51234567練出高分解析答案(1)3m/s

(2)43N

(3)1.5m

1234567練出高分解析答案(1)3m/s(2)43N(3)1.5m圖6

1234567練出高分圖61234567練出高分解析1234567練出高分解析1234567練出高分解析答案(1)46N

(2)6