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高中物理编辑
江苏专用2022高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天高考热点讲座4学案
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  • 资源类别学案
    资源子类复习学案
  • 教材版本不限
    所属学科高中物理
  • 适用年级高三年级
    适用地区全国通用
  • 文件大小1066 K
    上传用户神奇妙妙屋
  • 更新时间2022/7/4 16:12:50
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资源简介
 (2020·南京市模拟)某电视台正在策划的“快乐向前冲”节目的场地设施如图所示,AB为水平直轨道,上面安装有电动悬挂器,可以载人运动,下方水面上漂浮着一个半径为R铺有海绵垫的转盘,转盘轴心离平台的水平距离为L,平台边缘与转盘平面的高度差为HA点位于平台边缘的正上方,水平直轨道与平台间的高度差可忽略不计。选手抓住悬挂器后,按动开关,在电动机的带动下从A点沿轨道做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动,起动后2 s悬挂器脱落。设人的质量为m(人可看成质点),人与转盘间的最大静摩擦力为μmg,重力加速度为g
(1)假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零,为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘,转盘的角速度ω应限制在什么范围?
(2)H=3.2 m,R=0.9 m,g取10 m/s2,当a=2 m/s2 时选手恰好落到转盘的圆心上,求L
(3)H=2.45 m,R=0.8 m,L=6 m,g取10 m/s2,选手要想成功落在转盘上,求加速度a的范围。
[解析] (1)设人落在转盘边缘处恰好不被甩下此时最大静摩擦力提供向心力则有:μmg2R
解得ω
故转盘的角速度ω
(2)人处于匀加速过程:
x1at2×2×22 m=4 m
vCat=4 m/s
人处于平抛过程:Hgtt2=0.8 s
x2vCt2=4×0.8 m=3.2 m
Lx1x2=7.2 m。
(3)分析知a最小时人落在转盘左端a最大时人落在转盘右端Hgtt3=0.7 s人落在转盘左端时LRa1t2a1tt3
解得a1 m/s2≈1.53 m/s2
人落在转盘右端时LRa2t2a2tt3
解得a2=2 m/s2
故加速度a的范围是1.53 m/s2a≤2 m/s2
[答案] (1)ω (2)7.2 m
(3)1.53 m/s2a≤2 m/s2
模型二 竖直面内的圆周运动与平抛运动的综合问题
1.在此类问题中有时物体先做竖直面内的变速圆周运动,后做平抛运动,有时物体先做平抛运动,后做竖直面内的变速圆周运动,往往要结合能量关系求解,多以计算题考查。
2.解题关键
(1)要解决竖直面内的圆周运动问题时,首先要明确是“轻杆模型”还是“轻绳模型”,然后分析物体能够到达圆周最高点的临界条件。
(2)速度也是联系前后两个过程的关键物理量。
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