专题二 功和能 动量规范答题与满分指导力学综合问题(二)【典例】 (20 分)(2018·成都二诊)如图 2-4-14 所示,在倾角为 30°的光滑斜面底部固定一轻质弹簧,将一质量为 m 的物块 B 静置于斜面上,平衡时,弹簧的压缩量为x0,O 点为弹簧的原长位置
在距 O 点距离为 2x0的斜面顶端 P 点有一质量也为 m 的物块 A,现让 A 从静止开始沿斜面下滑,A 与 B 相碰后立即粘在一起沿斜面向下运动,并恰好回到 O点(A、B 均视为质点)
试求:图 2-4-14(1)A、B 相碰后瞬间的共同速度的大小;(2)A、B 相碰前弹簧具有的弹性势能;(3)若在斜面顶端再连接一光滑的半径 R=x0的半圆轨道 PQ,圆轨道与斜面最高点 P 相切,现让物块 A 以多大初速度从 P 点沿斜面下滑,才能使 A 与 B 碰后在斜面与圆弧间做往复运动
[审题探究]1.审读题干,挖掘信息
(1)斜面光滑,物块 A(或碰后 A、B 组成的整体)在斜面上运动过程中不受摩擦力作用
(2)A、B 相碰后粘在一起,碰撞为完全非弹性碰撞
(3)A 与 B 整体在斜面与圆弧间做往复运动:AB 至少要过 P 点;AB 最高只能到达与圆心等高的 D 点
2.构建情景,还原模型
(1)物块 A 从开始运动至与 B 相撞前,只有重力做功机械能守恒
(2)A、B 相碰的过程,内力远大于外力,动量守恒
(3)碰后弹簧的弹性势能转化为 AB 的动能和势能,A、B 及弹簧组成的系统机械能守恒
规范解答评分标准及答题规则(1)A 与 B 球碰撞前后,A 球的速度分别是 v1和 v2,因 A 球滑下过程中,机械能守恒,有:mg(3x0)sin 30°=mv ①又因 A 与 B 球碰撞过程中,动量守恒,有:[评分标准] 第(1)问 5 分
其中①、②两式各 2 分,③式 1 分
[答题规则] (1)物理语言使用要规范物