高中物理网

2015年海淀二模物理第24题(压轴)解析

王尚老师微信

2015年高三海淀二模考试理综第24题分析

这是一道连续碰撞的力学问题,命题新颖,对数学运算和数列有一定的考察。不过这道题,在前几年的高考试题中是有原型的。请同学们参考2007年重庆高考试题第25题和2009年北京高考物理试题第24题。特别是重庆高考的那到题,其结论与这道题都一致,都是满足相同的等比数列关系。同学们应该把这三道题放到一起分析,对你这部分知识点的巩固和解题思路的梳理是非常有帮助的。

从应试技巧来看,遇到“碰撞”二字,一定要写出动量守恒定律的方程。题目中提的清清楚楚,正碰且无机械能损失(见原题红笔标出部分),一定要写能量守恒的方程。我石油附中的学生在这点上做得非常不好,我也很生气,不过就到高考考前了,我就没有表现出来。西城区北京八中161中学的学生还没有考,我觉得这两个学生在解这道题上应该没有问题。

知道怎么去用方程是一方面,能够在考场上用起来是另外一方面。下面我给大家分析一个情况,就是读完题后,你只有5分钟的时间了,怎么把这道20分的题拿到15分。第一问不说了,一个公式就能拿到分数,主要分析的是后面两问的踩分技巧。

2015年海淀二模考试物理第24题解题建议

如果你数学运算能力很差,或者做题时间不够了,怎么办呢?就把球1和球2碰的动量、能量守恒写出来,再把球2和球3碰的动量、能量守恒写出来,在求解第三问的时候,还要把球4和球5及P碰撞的动量、能量守恒写出来,把P球圆周运动的动能定理写出来,再写最高点的向心力公式,应该能拿到75%左右的分数。毕竟你写的都是对的,只是没有时间去运算了而已,本着踩点给分的原则,阅卷老师会给你很高的分数,即便你没有得出等比数列的通项公式。

能够看懂是一件事,写不写就是另外一件事了。如果这道题,你没有拿够10分,不妨现在就按照王尚老师的要求,用5分钟写一下这些公式吧,或许并不是你现在想得那么简单。

只需要你投入5分钟的时间,不过我知道,看到这篇文章的学生很多,真正去做的学生很少。

2015年海淀二模考试物理第24题原题

24.(20分)某同学设计了如图所示的趣味实验来研究碰撞问题,用材料和长度相同的不可伸长的轻绳依次将N个大小相同、质量不等的小球悬挂于水平天花板下方,且相邻的小球静止时彼此接触但无相互作用力,小球编号从左到右依次为1、2、3、……、N,每个小球的质量为其相邻左边小球质量的k倍(k<1)。在第N个小球右侧有一光滑轨道,其中AB段是水平的,BCD段是竖直面内的半圆形,两段光滑轨道在B点平滑连接,半圆轨道的直径BD沿竖直方向。在水平轨道的A端放置一与第N个悬挂小球完全相同的P小球,所有小球的球心等高。现将1号小球由最低点向左拉起高度h,保持绳绷紧状态由静止释放1号小球,使其与2号小球碰撞,2号小球再与3号小球碰撞……。所有碰撞均为在同一直线上的正碰且无机械能损失。已知重力加速度为g,空气阻力、小球每次碰撞时间均可忽略不计。

2015海淀二模考试物理压轴题配图

(1)求1号小球与2号小球碰撞之前的速度v1的大小;

(2)若N=3,求第3个小球与P小球发生第一次碰撞前的速度v3的大小;

(3)若N=5,当半圆形轨道半径physics时,P小球第一次被碰撞后恰好能通过轨道的最高点D,求k值的大小。

2015年海淀二模考试物理第24题答案

24.(20分)

(1)设1号小球的质量为m1,碰前的速度为v1,

对于1号小球由h高运动到最低点过程,根据机械能守恒有 physics(2分)

解得:physics(2分)

(2)设1号、2号小球碰撞后的速度分别为v1′和v2,取水平向右为正方向。

对于1、2号小球碰撞的过程,根据动量守恒定律有 physics(2分)

根据机械能守恒有 physics(2分)

解得:physics(1分)

设2号、3号小球碰撞后的速度分别为v2′和v3,

对于2、3号小球碰撞的过程,根据动量守恒定律有 physics

根据机械能守恒有 physics

同理可解得:3号小球被碰后的速度 physics(2分)

即3号小球与P小球发生第一次碰撞前的速度大小 physics(1分)

(3)由(2)中的结果可推知5号小球被碰后的速度 physics(2分)

因为5号小球与P小球质量相等,可知二者发生碰撞后交换速度,

所以P小球第一次被碰撞后的速度 physics(1分)

P小球第一次被碰撞后恰好能通过圆轨道的最高点D,设其通过最高点的速度为vD

根据牛顿第二定律P小球在D点有 physics
(1分)

解得:physics(1分)

P小球由AD的运动过程,机械能守恒有 physics(2分)

解得:physics(1分)将physics代入上式联立解得 :physics(1分)

文/王尚

王尚老师微信

扫码关注王尚老师微信公众号teacherws,免费获取物理教学视频资料。

   
收藏这篇文章到:

高中物理知识体系图

© 2001 gaozhongwuli.com 高中物理网