2023高考全國乙卷物理25題的九種解法

王洪亮 謝春樹

(1.江蘇省鎮(zhèn)江心湖高級(jí)中學(xué);2.江蘇省連云港市灌云縣教師發(fā)展中心)

圖1

(1)第一次碰撞后瞬間小球和圓盤的速度大小;

(2)在第一次碰撞到第二次碰撞之間,小球與圓盤間的最遠(yuǎn)距離;

(3)圓盤在管內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中,小球與圓盤碰撞的次數(shù)。

方法一:運(yùn)動(dòng)分段法

方法二:運(yùn)動(dòng)過程的整體法

方法三：v-t圖像法

圖2

方法四：x-t圖像法

圖3

方法五:相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度—位移公式法

方法六:相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間、位移與時(shí)間關(guān)系法

方法七:相對(duì)運(yùn)動(dòng)的v-t圖像法

圖4

方法八:相對(duì)運(yùn)動(dòng)的x-t圖像法

圖5

方法九:用數(shù)學(xué)函數(shù)求極值

對(duì)比小球第一次、第二次、第三次與圓盤碰撞后圓盤沿管壁移動(dòng)的距離Δx12=2l、Δx23=4l、Δx34=6l,可得小球第n次與圓盤碰撞后圓盤沿管壁移動(dòng)的距離必為Δxn(n+1)=n×2l,其中n為正整數(shù);要使圓盤與小球發(fā)生第n次碰撞后從管口離開則必滿足Δx12+Δx23+Δx34+…+Δxn(n+1)≥20l-l,即2l+4l+6l+…+2nl≥19l,即n≥4,故圓盤在管內(nèi)運(yùn)動(dòng)中小球與圓盤只能碰撞4次。

【總結(jié)】此題是歷年高考中的傳統(tǒng)經(jīng)典類題目,是運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、彈性碰撞中動(dòng)量守恒定律與機(jī)械能守恒定律綜合應(yīng)用的大分值題,由于此類問題過程復(fù)雜、變化多樣、關(guān)鍵狀態(tài)多、相應(yīng)的物理量多,因此一定要注意各次碰撞中的物理量正確對(duì)應(yīng),規(guī)定正方向后各物理表達(dá)式中速度的正、負(fù)符號(hào)要用正確,每次計(jì)算結(jié)果的合理取舍及相應(yīng)正負(fù)號(hào)的實(shí)際意義須明確;對(duì)豎直上拋運(yùn)動(dòng)過程的處理要靈活選擇合適的參照物,正確選擇分段法、運(yùn)動(dòng)整體法、相對(duì)運(yùn)動(dòng)法、圖像法、數(shù)學(xué)函數(shù)法,仔細(xì)分析清楚每段過程的運(yùn)動(dòng)情況,結(jié)合題目提供的條件尋找出正確的結(jié)果;因此我們?cè)谄綍r(shí)教學(xué)中一定要注意作好物理過程的認(rèn)識(shí)與分析、物理量正、負(fù)號(hào)的正確應(yīng)用、勻變速直線運(yùn)動(dòng)知識(shí)的靈活選擇與運(yùn)用、數(shù)學(xué)物理知識(shí)的有機(jī)結(jié)合等,才能提高學(xué)生準(zhǔn)確理解、分析、綜合歸納及正確解答實(shí)際問題的能力,使我們的教學(xué)達(dá)到優(yōu)質(zhì)的效果。