《高中物理思维法集解》参考系列——高考物理压轴题汇编.doc

《高中物理思维方法集解》参考系列 高考物理压轴题汇编 山东平原一中 魏德田 1、如图所示，一质量为M、长为l的长方形木板B放在光滑的水平地面上，在其右端放一质量为m的小木块A，m〈M。现以地面为参照系，给A和B以大小相等、方向相反的初速度(如图5)，使A开始向左运动、B开始向右运动，但最后A刚好没有滑离L板。以地面为参照系。(1)若已知A和B的初速度大小为v0，求它们最后的速度的大小和方向。(2)若初速度的大小未知，求小木块A向左运动到达的最远处(从地面上看)离出发点的距离。 解法1:　(1)A刚好没有滑离B板，表示当A滑到B板的最左端时，A、B具有相同的速度。设此速度为，A和B的初速度的大小为，则由动量守恒可得:???　　 　　解得：　，　方向向右　　　　① (2)A在B板的右端时初速度向左，而到达B板左端时的末速度向右，可见A在运动过程中必经历向左作减速运动直到速度为零，再向右作加速运动直到速度为V的两个阶段。设为A开始运动到速度变为零过程中向左运动的路程，为A从速度为零增加到速度为的过程中向右运动的路程，L为A从开始运动到刚到达B的最左端的过程中B运动的路程，如图6所示。设A与B之间的滑动摩擦力为f，则由功能关系可知: 　　对于B　　　　　 ②　　对于A　　　　　③ 　　　　　　④ 由几何关系 　　　 　⑤ 　由①、②、③、④、⑤式解得 ⑥ 解法2： 对木块A和木板B组成的系统，由能量守恒定律得： ⑦ 由①③⑦式即可解得结果 本题第（2）问的解法有很多种，上述解法2只需运用三条独立方程即可解得结果，显然是比较简捷的解法。 2、如图所示，长木板A右边固定一个挡板，包括挡板在内的总质量为1.5M，静止在光滑的水平面上，小木块B质量为M，从A的左端开始以初速度在A上滑动，滑到右端与挡板发生碰撞，已知碰撞过程时间极短,碰后木块B恰好滑到A的左端停止，已知B与A间的动摩擦因数为，B在A板上单程滑行长度为，求： （1）若，在B与挡板碰撞后的运动过程中，摩擦力对木板A做正功还是负功？做多少功？ （2）讨论A和B在整个运动过程中，是否有可能在某一段时间里运动方向是向左的，如果不可能，说明理由；如果可能，求出发生这种情况的条件。 解：（1）B与A碰撞后，B相对A向左运动，A受摩擦力向左，而A的运动方向向右，故摩擦力对A做负功。 设B与A碰后的瞬间A的速度为，B的速度为，A、B相对静止时的共同速度为，由动量守恒得： ① ② 碰后到相对静止，对A、B系统由功能关系得： ③ 由①②③式解得：（另一解因小于而舍去） 这段过程A克服摩擦力做功为④（2）A在运动过程中不可能向左运动，因为在B未与A碰撞之前，A受摩擦力方向向右，做加速运动，碰后A受摩擦力方向向左，做减速运动，直到最后共同速度仍向右，因此不可能向左运动。 B在碰撞之后，有可能向左运动，即，结合①②式得： ⑤ 代入③式得： ⑥ 另一方面，整个过程中损失的机械能一定大于或等于系统克服摩擦力做的功，即 ⑦ 即 故在某一段时间里B运动方向是向左的条件是⑧ 3、光滑水平面上放有如图所示的用绝缘材料料成的“┙”型滑板，（平面部分足够长），质量为4m，距滑板的A壁为L1距离的B处放有一质量为m，电量为+q的大小不计的小物体，物体与板面的摩擦不计，整个装置处于场强为E的匀强电场中，初始时刻，滑板与物体都静止，试求： （1）释放小物体，第一次与滑板A壁碰前物体的速度v1多大？ （2）若物体与A壁碰后相对水平面的速度大小为碰前的3/5，则物体在第二次跟A壁碰撞之前瞬时，滑板的速度v和物体的速度v2分别为多大？（均指对地速度） （3）物体从开始运动到第二次碰撞前，电场力做功为多大？（碰撞时间可忽略） 3、解：（1）由动能定理 得 ① （2）若物体碰后仍沿原方向运动，碰后滑板速度为V， 由动量守恒 得物体速度，故不可能 ② ∴物块碰后必反弹，由动量守恒 ③ 得 ④ 由于碰后滑板匀速运动直至与物体第二次碰撞之前，故物体与A壁第二次碰前，滑板速度⑤ 。 物体与A壁第二次碰前，设物块速度为v2， ⑥ 由两物的位移关系有： ⑦即 ⑧ 由⑥⑧代入数据可得： ⑨ （3）物体在两次碰撞之间位移为S， 得 ∴ 物块从开始到第二次碰撞前电场力做功 图5—154（16分）如图5—15所示，PR是一块长为L=4 m的绝缘平板固定在水平地面上，整个空间有一个平行于PR的匀强电场E，在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B，一个质量为m=0.1 kg.带电量