第7章 动量守恒定律 高考加油站 教你审题(word教师用书)-【金版新学案】2027年高考物理高三总复习大一轮复习讲义

该高中物理高考复习教案聚焦力学综合应用专题，整合重力做功、机械能守恒、动量守恒及弹性势能等核心考点，按单体运动到系统作用的逻辑层次构建知识网络，通过考点梳理、方法指导、真题精讲、分层训练四个环节，帮助学生建立力学问题的分析模型和解题路径。 教案以新课标核心素养为导向，采用模型建构与科学推理相结合的教学策略，如在分析弹簧与小球、Q组成的系统时，引导学生建立“共速时弹性势能最大”的物理模型，通过推导动量守恒与机械能守恒方程培养科学思维。设置基础题巩固守恒条件判断、提升题强化多过程分析，配合真题变式训练，确保高效突破难点，为教师精准把握复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

(2025·新课标卷·T25)如图，物块P固定在水平面上①，其上表面有半径为R的圆弧轨道。P右端与薄板Q连在一起，圆弧轨道与Q上表面平滑连接。一轻弹簧的右端固定在Q上，另一端自由。质量为m的小球自圆弧顶端A点上方的B点自由下落，落到A点后沿圆弧轨道下滑，小球与弹簧接触后，当速度减小至刚接触时的时弹簧的弹性势能为2mgR②，此时断开P和Q的连接，Q从静止开始向右滑动。g为重力加速度大小，忽略空气阻力，圆弧轨道及Q的上、下表面均光滑③，弹簧长度的变化始终在弹性限度内。 (1)求小球从落入圆弧轨道至离开圆弧轨道，重力对其做的功； (2)求小球与弹簧刚接触时速度的大小及B、A两点间的距离； (3)欲使P和Q断开后，弹簧的最大弹性势能等于2.2mgR④，Q的质量应为多大？ (4)欲使P和Q断开后，Q的最终动能最大⑤，Q的质量应为多大？ 答案：(1)mgR　(2)　R　(3)4m　(4)m 解析：(1)小球从落入圆弧轨道至离开圆弧轨道，重力对其做的功为WG＝mgR。 (2)设小球与弹簧刚接触时的速度大小为v0，由机械能守恒定律可知 m＝Ep＋m，其中Ep＝2mgR 同时有mg＝m 联立解得v0＝，h＝R。 (3)弹簧达到最大弹性势能时，小球与Q共速 设Q的质量为M，根据动量守恒定律有m·v0＝v共 根据机械能守恒定律有m＝Ep2＋ 其中Ep2＝2.2mgR 联立解得M＝4m。 (4)对Q和小球整体根据机械能守恒可知，要使Q的最终动能最大，需满足小球的速度刚好为零时，弹簧刚好恢复原长。 设此时Q的质量为M'，Q的最大速度为vm，根据动量守恒有 m·v0＝M'vm 根据机械能守恒定律有m＝M' 解得M'＝m。 ①物块P固定不动，小球在P上运动时，物块P对小球的支持力不做功。 ②根据小球减少的动能转化为弹簧的弹性势能，可计算小球速度减小至刚接触弹簧时的时小球的速度大小。 ③小球在圆弧轨道上运动时机械能守恒，在Q上运动时(断开P和Q的连接前)小球和弹簧组成的系统机械能守恒。断开P和Q的连接后，小球、弹簧和Q组成的系统动量守恒、机械能守恒。 ④弹性势能最大时，小球与Q的速度相等。 ⑤Q的最终动能最大，小球的最终动能应为零。 学科网（北京）股份有限公司 $