2023版高考物理创新设计二轮复习讲义突破三　计算题答题规范指导

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突破三　计算题答题规范指导【例】 (2021·6月浙江选考，20)如图1所示，水平地面上有一高H＝0.4 m的水平台面，台面上竖直放置倾角θ＝37°的粗糙直轨道AB、水平光滑直轨道BC、四分之一圆周光滑细圆管道CD和半圆形光滑轨道DEF，它们平滑连接，其中管道CD的半径r＝0.1 m、圆心在O1点，轨道DEF的半径R＝0.2 m、圆心在O2点，O1、D、O2和F点均处在同一水平线上。小滑块从轨道AB上、距台面高为h的P点静止下滑，与静止在轨道BC上等质量的小球发生弹性碰撞，碰后小球经管道CD、轨道DEF从F点竖直向下运动，与正下方固定在直杆上的三棱柱G碰撞，碰后速度方向水平向右，大小与碰前相同，最终落在地面上Q点，已知小滑块与轨道AB间的动摩擦因数μ＝，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。图1(1)若小滑块的初始高度h＝0.9 m，求小滑块到达B点时速度v0的大小；(2)若小球能完成整个运动过程，求h的最小值hmin；(3)若小球恰好能过最高点E，且三棱柱G的位置上下可调，求落地点Q与F点的水平距离x的最大值xmax。[“三步”规范解题]第一步：审题——3个切入点(1)关注研究对象——滑块、小球。(2)关注运动过程滑块匀加速下滑，与小球碰撞交换速度，小球做圆周运动，下抛，与三棱柱碰撞后平抛。(3)关注受力根据物体的运动过程分析物体的受力情况，以及不同运动过程中力的变化情况。 第二步：破题——3个关键点对象拆解分别对滑块和小球进行受力分析和运动分析模型构建匀变速直线运动、弹性碰撞、竖直面内圆周运动、平抛运动适用合适的规律动能定理、动量守恒定律、机械能守恒定律、牛顿第二定律、运动的分解第三步：计算——7个环节(1)对滑块进行受力分析，根据动能定理求得到达B点时的速度。(2)根据动量守恒和机械能守恒求得碰撞后小球的速度。(3)根据牛顿第二定律求得小球恰好做圆周运动时在最高点E的速度。(4)根据C到E过程机械能守恒求得hmin。(5)从E到G过程，根据动能定理求得小球从G点平抛的初速度。(6)平抛过程根据运动的分解得出落地点Q与F点水平距离x的数学表达式。(7)用数学知识求得x的最大值。答案　(1)4 m/s　(2)0.45 m　(3)0.8 m解析　(1)小滑块在AB轨道上运动过程，由动能定理得mgh－μmg(cos θ)·＝mv解得v0＝＝4 m/s。(2)小滑块与小球碰撞后动量守恒，机械能守恒，则mv0＝mvA＋mvB，mv＝mv＋mv解得vA＝0，vB＝4 m/s小球沿CDEF轨道运动，在最高点得mg＝m从C点到E点由机械能守恒定律得mv＋mg(R＋r)＝mv其中vBmin＝，解得hmin＝0.45 m。(3)设F点到G点的距离为y，小球从E点到G点的运动，由机械能守恒定律得mv＝mv＋mg(R＋y)由平抛运动可得x＝vGt，H＋r－y＝gt2联立解得水平距离x＝2当0.5－y＝0.3＋y时，x有最大值，最大值为0.8 m。答题要规范，得分有技巧(1)简洁文字说明与方程式相结合。(2)所有物理量要用题目中给出的，没有的要设出，并说明其物理意义，使用通用符号。(3)物理公式要写原始公式，而不是导出公式，否则容易失分。(4)分步列式，不要用综合式或连等式，按式得分。(5)写准表达式和答案，不写代入数据和推导运算过程，中间数据不得分。(6)实在不会做，就将题中可能用到的公式都写出来，评分主要看公式，“踩点”给分。