2021届高考物理粤教版一轮学案：第六章核心素养提升

经典案例

审题关键

(20分)如图所示，在光滑水平桌面EAB上有质量为M＝0.2 kg的小球P和质量为m＝0.1 kg的小球Q，P、Q之间压缩一轻弹簧(轻弹簧与两小球不拴接)，桌面边缘E处放置一质量也为m＝0.1 kg的橡皮泥球S，在B处固定一与水平桌面相切的光滑竖直半圆形轨道。释放被压缩的轻弹簧，P、Q两小球被轻弹簧弹出，小球P与弹簧分离后进入半圆形轨道，恰好能够通过半圆形轨道的最高点C；小球Q与弹簧分离后与桌面边缘的橡皮泥球S碰撞后合为一体飞出，落在水平地面上的D点。已知水平桌面高为h＝0.2 m，D点到桌面边缘的水平距离为s＝0.2 m，重力加速度为g＝10 m/s2，求：

(1)小球P经过半圆形轨道最低点B时对轨道的压力大小FNB′；

(2)小球Q与橡皮泥球S碰撞前瞬间的速度大小vQ；

(3)被压缩的轻弹簧的弹性势能Ep。

(1)“P、Q两小球被轻弹簧弹出”动量守恒定律和能量守恒定律

(2)“小球P……恰好能够通过半圆形轨道的最高点C”Mg＝

(3)“小球Q……球S碰撞后为一体”动量守恒定律

(4)“小球Q……一体飞出”二者一起做平抛运动

规范解答

答题“四规范”

解析　(1)小球P恰好能通过半圆形轨道的最高点C，则有Mg＝M(1分)

解得vC＝(1分)

对于小球P，从B→C，

由动能定理有－2MgR＝Mv－Mv(2分)

解得vB＝(1分)

在B点有FNB－Mg＝M(2分)

解得FNB＝6Mg＝12 N(1分)

由牛顿第三定律有FNB′＝FNB＝12 N(1分)

(2)设Q与S做平抛运动的初速度大小为v，所用时间为t，

根据公式h＝gt2得

t＝0.2 s(1分)

根据公式s＝vt，得v＝1 m/s(1分)

碰撞前后Q和S组成的系统动量守恒，则有

mvQ＝2mv(2分)

解得vQ＝2 m/s(1分)

(3)P、Q和弹簧组成的系统动量守恒，则有MvP＝mvQ(2分)

解得vP＝1 m/s(1分)

P、Q和弹簧组成的系统，由能量守恒定律有

Ep＝Mv＋Mv(2分)

解得Ep＝0.3 J(1分)

答案　(1)12 N　(2)2 m/s　(3)0.3 J

1.文字说明规范

文字说明要用规范的物理语言和符号。

2.列方程规范

列方程时要做到“三要三不要”。

一是要写出方程式而不要堆砌公式；

二是要原始式而不是变形式；

三是要分步列式，不要用连等式。

3.演算过程规范

要写出主要演算过程，有必要的关联词。一般表述为：将……代入……，由……式可得等。

4.结果表达规范

对题中所求得物理量应有明确的回答，要写出最后结果的单位。答案中不能含有未知量和中间量。