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2022步步高一輪word題庫(kù)碰撞與動(dòng)量守恒·核心素養(yǎng)提升.doc
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科學(xué)思維(解答壓軸題“四規(guī)范”)
經(jīng)典案例 審題關(guān)鍵
(20分)如圖所示，在光滑水平桌面EAB上有質(zhì)量為M＝0.2 kg的小球P和質(zhì)量為m＝0.1 kg的小球Q，P、Q之間壓縮一輕彈簧(輕彈簧與兩小球不拴接)，桌面邊緣E處放置一質(zhì)量也為m＝0.1 kg的橡皮泥球S，在B處固定一與水平桌面相切的光滑豎直半圓形軌道。釋放被壓縮的輕彈簧，P、Q兩小球被輕彈簧彈出，小球P與彈簧分離后進(jìn)入半圓形軌道，恰好能夠通過(guò)半圓形軌道的最高點(diǎn)C；小球Q與彈簧分離后與桌面邊緣的橡皮泥球S碰撞后合為一體飛出，落在水平地面上的D點(diǎn)。已知水平桌面高為h＝0.2 m，D點(diǎn)到桌面邊緣的水平距離為x＝0.2 m，重力加速度為g＝10 m/s2，求：
(1)小球P經(jīng)過(guò)半圓形軌道最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力大小FNB′；
(2)小球Q與橡皮泥球S碰撞前瞬間的速度大小vQ；
(3)被壓縮的輕彈簧的彈性勢(shì)能Ep。
(1)“P、Q兩小球被輕彈簧彈出”――→遵循動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律
(2)“小球P……恰好能夠通過(guò)半圓形軌道的最高點(diǎn)C”――→隱含Mg＝Mv 2CR
(3)“小球Q……球S碰撞后為一體”――→遵循動(dòng)量守恒定律
(4)“小球Q……一體飛出”――→隱含二者一起做平拋運(yùn)動(dòng)
規(guī)范解答 答題“四規(guī)范”
解析　(1)小球P恰好能通過(guò)半圓形軌道的最高點(diǎn)C，則有Mg＝Mv 2CR(1分)
解得vC＝gR(1分)
對(duì)于小球P，從B→C，
由動(dòng)能定理有－2MgR＝12Mv 2C－12Mv 2B(2分)
解得vB＝5gR(1分)
在B點(diǎn)有FNB－Mg＝Mv 2BR(2分)
解得FNB＝6Mg＝12 N(1分)
由牛頓第三定律有FNB′＝FNB＝12 N(1分)
(2)設(shè)Q與S做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為v，所用時(shí)間為t，
根據(jù)公式h＝12gt2得
t＝0.2 s(1分)
根據(jù)公式x＝vt，得v＝1 m/s(1分)
碰撞前后Q和S組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則有
mvQ＝2mv(2分)
解得vQ＝2 m/s(1分)
(3)P、Q和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則有MvP＝mvQ(2分)
解得vP＝1 m/s(1分)
P、Q和彈簧組成的系統(tǒng)，由能量守恒定律有
Ep＝12Mv2P＋12Mv2Q(2分)
解得Ep＝0.3 J(1分)
答案　(1)12 N　(2)2 m/s　(3)0.3 J 1.文字說(shuō)明規(guī)范
文字說(shuō)明要用規(guī)范的物理語(yǔ)言和符號(hào)。
2.列方程規(guī)范
列方程時(shí)要做到“三要三不要”。
一是要寫(xiě)出方程式而不要堆砌公式；
二是要原始式而不是變形式；
三是要分步列式，不要用連等式。
3.演算過(guò)程規(guī)范
要寫(xiě)出主要演算過(guò)程，有必要的關(guān)聯(lián)詞。一般表述為：將……代入……，由……式可得等。
4.結(jié)果表達(dá)規(guī)范
對(duì)題中所求得物理量應(yīng)有明確的回答，要寫(xiě)出最后結(jié)果的單位。答案中不能含有未知量和中間量。

發(fā)表評(píng)論