1、科学思维(解答压轴题“四规范”)经典案例审题关键(20分)如图所示,在光滑水平桌面EAB上有质量为M0.2 kg的小球P和质量为m0.1 kg的小球Q,P、Q之间压缩一轻弹簧(轻弹簧与两小球不拴接),桌面边缘E处放置一质量也为m0.1 kg的橡皮泥球S,在B处固定一与水平桌面相切的光滑竖直半圆形轨道。释放被压缩的轻弹簧,P、Q两小球被轻弹簧弹出,小球P与弹簧分离后进入半圆形轨道,恰好能够通过半圆形轨道的最高点C;小球Q与弹簧分离后与桌面边缘的橡皮泥球S碰撞后合为一体飞出,落在水平地面上的D点。已知水平桌面高为h0.2 m,D点到桌面边缘的水平距离为s0.2 m,重力加速度为g10 m/s2,求
2、:(1)小球P经过半圆形轨道最低点B时对轨道的压力大小FNB;(2)小球Q与橡皮泥球S碰撞前瞬间的速度大小vQ;(3)被压缩的轻弹簧的弹性势能Ep。(1)“P、Q两小球被轻弹簧弹出”动量守恒定律和能量守恒定律(2)“小球P恰好能够通过半圆形轨道的最高点C”Mg(3)“小球Q球S碰撞后为一体”动量守恒定律(4)“小球Q一体飞出”二者一起做平抛运动规范解答答题“四规范”解析(1)小球P恰好能通过半圆形轨道的最高点C,则有MgM(1分)解得vC(1分)对于小球P,从BC,由动能定理有2MgRMvMv(2分)解得vB(1分)在B点有FNBMgM(2分)解得FNB6Mg12 N(1分)由牛顿第三定律有F
3、NBFNB12 N(1分)(2)设Q与S做平抛运动的初速度大小为v,所用时间为t,根据公式hgt2得t0.2 s(1分)根据公式svt,得v1 m/s(1分)碰撞前后Q和S组成的系统动量守恒,则有mvQ2mv(2分)解得vQ2 m/s(1分)(3)P、Q和弹簧组成的系统动量守恒,则有MvPmvQ(2分)解得vP1 m/s(1分)P、Q和弹簧组成的系统,由能量守恒定律有EpMvMv(2分)解得Ep0.3 J(1分)答案(1)12 N(2)2 m/s(3)0.3 J1.文字说明规范文字说明要用规范的物理语言和符号。2.列方程规范列方程时要做到“三要三不要”。一是要写出方程式而不要堆砌公式;二是要原始式而不是变形式;三是要分步列式,不要用连等式。3.演算过程规范要写出主要演算过程,有必要的关联词。一般表述为:将代入,由式可得等。4.结果表达规范对题中所求得物理量应有明确的回答,要写出最后结果的单位。答案中不能含有未知量和中间量。