2019-2023年高考物理真题分专题训练：力学综合计算题（教师版含解析）.pdf

专题 19 力学综合计算题 一、解答题 ． 全国统考高考真题 如图，一竖直固定的长直圆管内有一质量为 的静止薄圆盘，圆盘与管的上 1 (2023· · ) M 1 端口距离为 ，圆管长度为 。一质量为m M 的小球从管的上端口由静止下落，并撞在圆盘中心，圆 l 20l 3 盘向下滑动，所受滑动摩擦力与其所受重力大小相等。小球在管内运动时与管壁不接触，圆盘始终水平， 小球与圆盘发生的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。不计空气阻力，重力加速度大小为 。求 g (1)第一次碰撞后瞬间小球和圆盘的速度大小； (2)在第一次碰撞到第二次碰撞之间，小球与圆盘间的最远距离； (3) 圆盘在管内运动过程中，小球与圆盘碰撞的次数。 2gl 2gl 【答案】 小球速度大小 ，圆盘速度大小 ； ； (1) (2)l (3)4 2 2 【详解】 过程 ：小球释放后自由下落，下降 ，根据机械能守恒定律l (1) 1 1 2 mgl mv0 2 解得 v0 2gl 过程 ：小球以 2gl 与静止圆盘发生弹性碰撞，根据能量守恒定律和动量守恒定律分别有 2 1 2 1 2 1 2 mv mv  Mv 0 1 1 2 2 2 mv mv Mv 0 1 1 解得 mM 2gl v v  1 0 mM 2