内容正文:
2023年山东高考物理18题
且教,且研
2023年9月15日
说题流程
一、原题重现
二、命题立意
三、解题思路
四、学科思想
五、本质规律
六、教学建议
如图所示,物块A和木板B置于水平地面上,固定光滑弧形轨道末端与B的上表面所在平面相切,竖直挡板P固定在地面上。作用在A上的水平外力,使A与B以相同速度向右做匀速直线运动。当B的左端经过轨道末端时,从弧形轨道某处无初速度下滑的滑块C恰好到达最低点,并以水平速度v滑上B的上表面,同时撤掉外力,此时B右端与P板的距离为s。已知v0=1m/s,v=4m/s,mA=mC=1Kg,mB=2Kg,A与地面间无摩擦,B与地面间动摩擦因数μ1=0.1,C与B间动摩擦因数μ2=0.5。B足够长,使得C不会从B上滑下。B与P、A的碰撞均为弹性碰撞,不计碰撞时间,取重力加速度大小g=10m/s2。
(1)求C下滑的高度H;
(2)与P碰撞前,若B与C能达到共速,且A、B未发生碰撞,求s的范围;
(3)若s=0.48m,求B与P碰撞前,摩擦力对C做的功W;
(4)若s=0.48,自C滑上B开始至A、B、C三个物体都达到平衡状态,求这三个物体总动量的变化量∆p的大小。
一、原题重现
二、命题立意
本题主要考查了功和能、动量、物体间的相互作用、牛顿运动定律、匀变速直线运动规律等知识。
专家以学生熟知的板块模型和碰撞模型为背景,进行了有机组合,并以此为素材创设了探究问题情境。题目中涉及的单过程均较为典型、基础,但是组合后就需要考生有能力整合题目信息,进行加工处理,在受力分析的基础上敢于猜想,并能够通过推理、验算、论证猜想。题目在创新物理情境的同时,也实现了压轴题综合性强、思维量大、计算量大的特点。解题过程中对模型构建、科学推理等科学思维能力要求高,加大了试题对不同学生的区分度,提高了选拔性考试的信度,也落实了“立德树人,服务选才,引导教学”的核心功能。
三、解题思路
1、学科能力要求——审题能力
序号 (利用)关键表述 (提炼)运动特点
(1) C以水平速度v滑上B的上表面 B、C以不同的加速度做匀变速运动
(2) A、B未发生碰撞 追及相遇问题分析
(3) B与P、A的碰撞均为弹性碰撞 动量守恒、能量守恒
(4) 自C滑上B开始至A、B、C三个物体都达到平衡状态 A最终做匀速运动,B、C会共同运动直到最终静止
2、学科能力要求——模型构建能力
序号 (依据)研究对象、物理状态、物理过程 (抽象)物理模型
1 物块C的下滑过程 能量守恒(机械能守恒、动能定理)
2 物块B、C相互作用过程 板块模型
3 A与B追及过程 追及相遇模型
4 B与P弹性碰撞过程
碰撞模型(原速返回)
5 A与B弹性碰撞过程 碰撞模型(动量守恒、能量守恒、
碰后速度公式)
三、解题思路
第一问,C物体滑下曲面,能量守恒,利用动能定理即可求解,第一问送分
第二问,审题关键是两个限制条件,B与P碰前B、C共速,S不能太小;且A、B未发生碰撞,说明S不能太大。解题思路是B、C共速求解时间,然后求解B的位移即可得到Smin;A匀速滑动,B、C共速后做匀减速运动,所以S不能太大,二者相遇时的位移即Smax。
3、学科能力要求——推理论证能力
第一阶段:B、C共速过程
C向右匀减速运动
B向右匀加速运动
求出t1时间内A、B的位移,得此时A、B间距0.08m
第二阶段,A追B过程
0.625m≤S≤1.707m
求出B的位移
二者相碰时,求解BC与A相遇经历时间t2
BC共同匀减速运动
A匀速运动
依据t1求解B的位移0.625m,得Smin
结合两个阶段位移,求出Smax
第二问中等难度
二者共速
V-act1=v0+aBt1
求得时间t1=0.5s
(V共=1.5m/s)
三、解题思路
v
t
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0
1
2
3
4
0.2
0.4
1.0
0.6
0.8
1.2
0.625m
∆t
解法突破——v-t图像
aBC×∆t=∆t
0.25
三、解题思路
猜想:A与B碰撞时,B未停下
解法突破——动量定理
C:-μ2mcgt1=mc v共 -mc v
B:μ2mcgt1-μ1(mB+mC)gt1=mBv共-mBv0
联立求解
t1=0.5s
v共 =1.5m/s
SB1= t1=0.625m
v0(t1+t2)=SB1+SB2´
-μ1(mB+mC)gt2=(mB+mC)(v共´-v共)
SB2´= t2
联立求解
SB2=
三、解题思路
第三问,本问题受第二问结果影响较为明显,依据第二问范围可以判断,B、C未共速,则可以根据B物体的位移求解运动时间,从而求出C的速度