高考物理力学计算题分析

高考物理常见力学计算题分析

●一般解题步骤:

1、审题（解题的关键）

明确己知和侍求，看懂文句，弄清题述物理现象、状态、过程

挖掘在文字叙述(语言表达)中的隐含条件,（这往往是解题的突破口）

(如:光滑,匀速,恰好,缓慢,距离最大或最小,有共同速度,弹性势能最大或最小等等)

2．选对象和划过程：隔离体或整体(系统)、找准状态和准确划分研究过程（全过程还是分过程）。

3．分析：对所选对象在某状态或过程中(全或分)进行：受力分析、运动分析、做功情况分析及能量专化分析。有必要时画出受力、运动示意图或光路图辅助解答。

4．依对象所处状态或发生过程中的运动、受力、做功等特点，选择适当的物理规律：

（三把“金钥匙”）

①“牛二”及运动学公式；

②动量定理及动量守恒定律；

③动能定理、机械能守恒定律及功能关系等。

注意:用能的观点解有时快捷,动量定理,动能定理,功能关系可用以不同性质运动阶段的全过程。

5．在依规律列式前设出题中没有直接给出的物理量，建立坐标，规定正方向等。

6．统一单位制，将己知物理量代入方程（组）求解结果。

7．检验结果：必要时进行分析讨论，结果是矢量的要说明其方向。

例1、如图所示，固定点O上系一长L=0.6m的细绳，细绳的下端系一质量m=1.0kg的小球(可视为质点)，原来处于静止状态，球与平台的B点接触但对平台无压力，平台高h=0.80m，一质量M=2.0kg的物块开始静止在平台上的P点，现对M施一水平向右的初速度V0，物块M沿粗糙平台自左向右运动到平台边缘B处与小球m发生正碰，碰后小球m在绳的约束下做圆周运动，经最高点A时，绳上的拉力恰好等于摆球的重力，而M落在水平地面上的C点，其水平位移s=1.2m，不计空气阻力，g=10m/s2，求：

(1)质量为M物块落地时速度大小？5m/s

(2)若平台表面与物块间动摩擦因数μ=0.5，物块M与小球的初始距离为s1=1.3m，物块M在P处的初速度大小为多少？7m/s

●常见几种物理模型

一、竖直平面内圆周运动模型（最高点、最低点）

1、“轻绳”类：

临界条件：到达最高点时绳子拉力刚好为零，重力提供向心力①最高点最小速度：

gR

②能通过最高点的条件：v≥

gR

2、“轻杆”类：

临界条件：到达最高点速度为零

①当v=0时，杆有向上的支持力，大小等于重力

②当0＜v＜gR

时，杆有向上的支持力，随速度增大而减小

③当v=gR

时，杆对物体作用力为零

④当v＞gR

时，杆对物体作用力指向圆心，表现为拉力，并随速度增大而增大。

例2、如图所示，位于竖直平面内的光滑有轨道，由一段斜的直轨道与之相切的圆形轨道连接而成，圆形轨道的半径为R。一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动。要求物块能通过圆形轨道最高点，且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg （g为重力加速度）。求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h的取值范围。

（h的取值范围是2．5R≤h≤5R）

例3、质量为0.2kg的小球固定在长为0.9m的轻杆一端，杆可绕O点的水平轴在竖直平面内转动。（g取10m/s2）求：

（1）当小球在最高点的速度多大时，球对杆的作用力为零？

（2）当小球在最高点的速度分别为6m/s和1.5m/s时，球对杆的作用力大小和方向

（1）3m/s（2）6N 向上，1.5N向下

练1、（双)如图所示光滑管形圆轨道半径为R（管径远小于R）固定，小球a、b大小相同，质量相同，均为m，其直径略小于管径，能在管中无摩擦运动．两球先后以相同速度v通过轨道最低点，且当小球a在最低点时，小球b在最高点，以下说法正确的是（BD）

A．速度v至少为，才能使两球在管内做圆周运动

B．当v=时，小球b在轨道最高点对轨道无压力

C．当小球b在最高点对轨道无压力时，小球a比小球b所需向心力大5mg

D．只要v≥，小球a对轨道最低点压力比小球b对轨道最高点压力都大6mg

高考真题

（2015年广东36（1））如图所示，一条带有圆轨道的常规道水平固定，圆轨道竖直，底端分别与直轨道相切，半径R=0.5m,物块A以初速度6m/s滑入圆轨道，滑过最高点Q，左轨道和圆轨道都光滑，A、B质量都为1kg.问：A通过Q时速度大小和受到弹力大小。（4m/s、22N）

二、“碰撞”模型

对于碰撞，主要分三种：弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞

1、弹性碰撞

动量守恒 '

22'112211+=+v m v m v m v m 能量关系

联立两式，可解得 12121'1+=v m m －m m v 、121'2+2=v m m m v 注意：当m 1=m 2时，两物体交换速度。

2、非弹性碰撞

动量守恒 '

22'112211+=+v m v m v m v m 能量关系

损失的能量

完全非弹性碰撞后有共同速度，损失能量最大。（常见子弹打木块，两物体碰撞后黏一起等）

例4、如图所示，圆管构成的半圆形轨道竖直固定在水平地面上，轨道半径为 R ，MN 为直径且与水平面垂直，直径略小于圆管内径的小球 A 以某一速度冲进轨道，到达半圆轨道最高点 M 时与静止于该处的小球 B 发生碰撞，小球 A 、B 质量相同，碰撞后两球粘在一起飞出轨道，落地点距 N 为 2R.重力加速度为 g ，忽略圆管内径，不计空气阻力及各处摩擦，求：

(1)两球黏合后从飞出轨道到落地的时间 t. 2

R g . (2)小球 A 冲进轨道时速度 v 的大小．

2 ' 2 2 2 ' 1 1 2 2 2 2 1 1 2 1 － 2 1 － 2 1 + 2 1 v m v m v m v m 2 ' 2 2 2 ' 1 1 2 2 2 2 1 1 2 1 + 2 1 ＞ 2 1 + 2 1 v m v m v m v m 2 ' 2 2 2 ' 1 1 2 2 2 2 1 1 2 1 + 2 1 ＝ 2 1 + 2 1 v m v m v m v m 22gR .