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二平抛运动平抛运动在高考试题中出现的几率相当高,或出现于力学综合题中,对于这一知识点的复习,除了要熟记两垂直方向上的分速度、分位移公式外,还要特别理解和运用好速度偏转角公式、位移偏转角公式以及两偏转角的关系式即ta
θ=2ta
α.●例2图1-6甲所示,m为在水平传送带上被传送的小物体可视为质点,A为终端皮带轮.已知皮带轮的半径为r,传送带与皮带轮间不会打滑.当m可被水平抛出时,A轮每秒的转数最少为
4
f图1-6甲1A.2πC.grgrD.B.1gr2πgr
v2【解析】解法一m到达皮带轮的顶端时,若m≥mg,表示m受到的重力小于或等于m沿皮带轮表面做圆r周运动的向心力,m将离开皮带轮的外表面而做平抛运动vω又因为转数
==2π2πr1所以当v≥gr,即转数
≥2πg时,m可被水平抛出,故选项A正确.r
解法二建立如图1-6乙所示的直角坐标系.当m到达皮带轮的顶端有一速度时,若没有皮带轮在下面,m将做平抛运动,根据速度的大小可以作出平抛运动的轨迹.若轨迹在皮带轮的下方,说明m将被皮带轮挡住,先沿皮带轮下滑;若轨迹在皮带轮的上方,说明m立即离开皮带轮做平抛运动.
图1-6乙又因为皮带轮圆弧在坐标系中的函数为:当y+x=r2初速度为v的平抛运动在坐标系中的函数为:
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1xy=r-gv22平抛运动的轨迹在皮带轮上方的条件为:当x0时,平抛运动的轨迹上各点与O点间的距离大于r,即y2+x2r即1xr-gv22+x2r2
解得:v≥grv又因皮带轮的转速
与v的关系为:
=2πr1可得:当
≥2πg时,m可被水平抛出.r
答案A【点评】“解法一”应用动力学的方法分析求解;“解法二”应用运动学的方法数学方法求解,由于加速度ΔvF的定义式为a=,而决定式为a=,故这两种方法殊途同归.Δtm★同类拓展1高台滑雪以其惊险刺激而闻名,运动员在空中的飞跃姿势具有很强的观赏性.某滑雪轨道的完整结构可以简化成如图1-7所示的示意图.其中AB段是助滑雪道,倾角α=30°,BC段是水平起跳台,CD段是着陆雪道,AB段与BC段圆滑相连,DE段是一小段圆弧其长度可忽略,在D、E两点分别与CD、EF相切,EF是减速雪道,倾角θ=37°.轨道各部分与滑雪板间的动摩擦因数均为μ=025,图中轨道最高点A处的起滑台距起跳台BC的竖直高度h=10m.A点与C点的水平距离L1=20m,C点与D点的距离为32625m.运动员连同滑雪板的总质量m=60kg.滑雪运动员从A点由静止开始起滑,通过起跳台从C点水平飞出,在落到着陆雪r
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