最新物理高考题第20题赏析

物理高考题第20题赏析

20. (12分)如图所示，一轨道由半径为2m 的四分之一竖直圆弧轨道AB 和长度可调的水平直轨道BC 在B 点平滑连接而成。现有一质量为0.2kg 的小球从A 点无初速释放，经过圆弧上B 点时，传感器测得轨道所受压力大小为

3.6N ，小球经过BC 段所受的阻力为其重力的0.2倍，然后从C 点水平飞离轨道，落到水平地面上的P 点，P 、C 两点间的高度差为3.2m 。小球运动过程中可视为质点，且不计空气阻力。

（1）求小球运动至B 点时的速度大小；

（2）求小球在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功；

（3）为使小球落点P 与B 点的水平距离最大，求BC 段的长度；

（4）小球落到P 点后弹起，与地面多次碰撞后静止。假设小球每次碰撞机械能损失75%、碰撞前后速度方向与地面的夹角相等，求小球从C 点飞出到最后静止所需时间。

答案：（1）4 m/s （2）2.4J （3）3.36m （4）2.4 s 本考题是一道动力学与功能关系的综合题，难度中等偏上。考查的知识点有向心力、向心加速度、线速度、动能定理、功能关系、平抛运动、竖直上抛运动等。考核的数学方

地面 第20题图

法有极值法、等比数列法等。

第（1）问可由牛顿第三定律、牛顿第二定律、向心加速度与线速度的关系式求解，得到B点速度大小为4 m/s ；

第（2）问可由动能定理求解，得出小球在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功2.4J；

第（3）问可由动能定理列式，得到以C点速度为自变量的函数，通过数学方法求极值，得到小球落点P与B点的水平距离最大值，并求BC段的长度3.36m ；

第（4）可用平抛运动、自由落体运动、竖直上抛运动的规律求解，涉及到等比数列，计算较为灵活

本题物理情景清晰明了，设问由浅及深，既突出基础性，又凸显学科特点，强化关键能力物理学科考试大纲规定了高考物理考查的五种能力目标：理解能力、推理能力、分析综合能力、实验能力和应用数学处理物理问题的能力。