機(jī)械能之平拋與圓周運(yùn)動(dòng)組合問(wèn)題的分析課件

物理人教版第五章機(jī)械能專題四平拋與圓周運(yùn)動(dòng)組合問(wèn)題的分析物理人教版第五章機(jī)械能專題四平拋與圓周運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)一平拋運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)的組合問(wèn)題2．兩個(gè)物體分別做平拋運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)，且同時(shí)進(jìn)行，

則它們運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，同時(shí)滿足一定的空間幾何

關(guān)系．1．

一個(gè)物體平拋運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)先后進(jìn)行，要明確直線

運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，關(guān)鍵抓住速度是兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的銜接點(diǎn)．課堂探究·考點(diǎn)突破考點(diǎn)一平拋運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)的組合問(wèn)題2．兩個(gè)物體分別做平拋課堂探究·考點(diǎn)突破指出了運(yùn)動(dòng)性質(zhì)為平拋運(yùn)動(dòng)，想一想平拋的特點(diǎn)

由此就可以明確平拋運(yùn)動(dòng)的水平和豎直距離說(shuō)明了平拋運(yùn)動(dòng)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(diǎn)突破指出了運(yùn)動(dòng)性質(zhì)為平拋運(yùn)動(dòng)，想一想平拋的特點(diǎn)vvyv0將小球在斜面頂端的速度進(jìn)行分解即可利用平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)涉及時(shí)間問(wèn)題首先想到牛頓運(yùn)動(dòng)定律課堂探究·考點(diǎn)突破vvyv0將小球在斜面頂端的速度進(jìn)行分解即可利用平拋運(yùn)動(dòng)在水課堂探究·考點(diǎn)突破課堂探究·考點(diǎn)突破圖2C課堂探究·考點(diǎn)突破圖2C課堂探究·考點(diǎn)突破考點(diǎn)二平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)的組合問(wèn)題平拋末速度方向圓弧軌道不動(dòng)不計(jì)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(diǎn)突破考點(diǎn)二平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)的組合問(wèn)題平拋末速度方向圓弧軌道不vCv0vCy課堂探究·考點(diǎn)突破vCv0vCy課堂探究·考點(diǎn)突破vCv0vCy課堂探究·考點(diǎn)突破vCv0vCy課堂探究·考點(diǎn)突破課堂探究·考點(diǎn)突破課堂探究·考點(diǎn)突破課堂探究·考點(diǎn)突破圖4

課堂探究·考點(diǎn)突破圖4v0vyv課堂探究·考點(diǎn)突破v0vyv課堂探究·考點(diǎn)突破【例3】（16分）如圖5所示，是某公園設(shè)計(jì)的一個(gè)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(wú)動(dòng)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(gè)圓形軌道內(nèi)側(cè)，其軌道半徑R=2.5m，不計(jì)通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的能量損失，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，在軌道最低點(diǎn)與最高點(diǎn)各放一個(gè)壓力傳感器，測(cè)試小滑車對(duì)軌道的壓力，并通過(guò)計(jì)算機(jī)顯示出來(lái)，小滑車到達(dá)第一個(gè)圓形軌道最高點(diǎn)C處時(shí)剛好對(duì)軌道無(wú)壓力，又經(jīng)過(guò)水平軌道滑入第二個(gè)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(yùn)動(dòng)全過(guò)程中可視為質(zhì)點(diǎn)，求：(1)小滑車在第一個(gè)圓形軌道最高點(diǎn)C處的速度vC的大小;(2)在第二個(gè)圓形軌道的最高點(diǎn)D處小滑車對(duì)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(diǎn)x=12m處放一氣墊（氣墊厚度不計(jì)），要使小滑車既能安全通過(guò)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(gè)條件：一是安全通過(guò)圓形軌道，只要能通過(guò)C，一定可通過(guò)D；二是平拋運(yùn)動(dòng)后要落到氣墊上，對(duì)應(yīng)一最小平拋速度.通過(guò)比較兩個(gè)條件下到達(dá)平臺(tái)的速度即可求解分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程抓住各段運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特征①不計(jì)摩擦力做功，應(yīng)考慮機(jī)械能守恒定律②勻加速直線運(yùn)動(dòng)③圓周運(yùn)動(dòng)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(dá)D處的速度vD，可利用機(jī)械能守恒定律建立C、D兩點(diǎn)的關(guān)系學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)27.直線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)組合問(wèn)題分析【例3】（16分）如圖5所示，是某公園設(shè)計(jì)的一個(gè)游樂設(shè)施，所【例3】m=10kg，R=2.5m，不計(jì)通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的能量損失，小滑車到達(dá)第一個(gè)圓形軌道最高點(diǎn)C處時(shí)剛好對(duì)軌道無(wú)壓力，r=1.5m，h=5m，g取10m/s2，求：（1）小滑車在第一個(gè)圓形軌道最高點(diǎn)C處的速度vC的大??；（2）在第二個(gè)圓形軌道的最高點(diǎn)D處小滑車對(duì)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(diǎn)x=12m處放一氣墊（氣墊厚度不計(jì)），要使小滑車既能安全通過(guò)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(jì)通過(guò)B點(diǎn)時(shí)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(dòng)過(guò)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(dá)到最大靜摩擦力③平拋運(yùn)動(dòng)水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)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(dòng)過(guò)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(yùn)動(dòng)過(guò)程中滿足機(jī)械能守恒定律②在最低點(diǎn)時(shí)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(dá)到最大④該問(wèn)中涉及臨界條件和最值問(wèn)題，要注意對(duì)臨界條件的利用和數(shù)學(xué)方法求最值問(wèn)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(yùn)動(dòng)過(guò)程中滿足機(jī)械能守恒定律②在最低點(diǎn)時(shí)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(gè)過(guò)程中小球與滑桿都有摩擦②力F為恒力其做功W=FLcosθ③運(yùn)動(dòng)性質(zhì)為勻加速直線運(yùn)動(dòng)⑤由此知道平拋運(yùn)動(dòng)的水平距離為R，豎直高度為2R④能通過(guò)最高點(diǎn)，之后做平拋運(yùn)動(dòng)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(gè)過(guò)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(diǎn)速度，利用平拋知識(shí)可求得，在對(duì)C點(diǎn)受力分析可得桿對(duì)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(diǎn)速度，利用平拋知識(shí)可求得，在對(duì)C點(diǎn)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(dòng)能定理求解vB，進(jìn)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(dòng)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(dòng)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