2016年高考两道全国卷物理压轴题的分析与启示.docVIP

　　2016年高考两道全国卷物理压轴题的分析与启示 物理高考压轴题一般综合性强，难度大，对物理科《考试说明》中指出“考生??具有理解能力、推理能力、分析综合能力、应用数学处理物理问题的能力与实验能力”的前四种能力要求较高，试题有较大的区分度和一定的选拔功能。突破压轴题是考生学科水平能力的体现，也是考生“高分高能”的重要体现。 中国 9/vie 　　2016年高考全国新课标理综卷I第25题和卷II第25题（物理压轴题）均是多情景多过程运动的力学问题，两题均涉及到物理知识的内容有受力分析、牛顿运动定律、匀变速直线运动的基本规律、圆周运动、平抛运动、动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律、弹性势能等相关知识，创造性地把多情景多过程与以上知识点相结合，显得既基础又偏重能力，既基本又不失灵活，更有运用基本观点综合分析问题的难度。这两题的能力立意较高，为高校对人才的选拔起到了很好的作用。本文解析这两道压轴题，为科学复习备考提供一定的指导作用。 　　一.试题分析 　　题1（2016全国新课标卷I第25题）.如图1，一轻弹簧原长为2R，其一端固定在倾角为θ =370的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，弹簧处于自然状态。直轨道与一半径为5R/6的光滑圆弧轨道相切于C点，AC=7R，A、B、C、D均处于同一竖直平面内。质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达E点（未画出），随后P沿轨道被弹回，到达最高点F点，AF= 4R，已知P与直轨道间的动摩擦因数μ=1/4，重力加速度大小为g。（取sin370=3/5，cos370 =4/5） 　　（1）求P第一次运动到B点时速度大小 　　（2）求P运动到E点时弹簧的弹性势能 　　（3）改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放。已知P自圆弧轨道的最高点D处水平抛出，恰好通过G点，G点在C点左下方，与C点水平相距7R/2，竖直相距R，求P运动到D点时速度大小和改变后P的质量。 　　1.过程分析 　　第一次情景：过程1：物块P从C点到B点运动：物块在重力与直轨道对其摩擦力作用下沿斜面向下做匀加速直线运动，运动到B点的速度可由牛顿运动定律与运动学公式求出，也可用动能定理求出；过程2：物块在B点压缩弹簧做变减速运动至E点，此过程中弹簧对物块的弹力是变化的，弹力对物块做的负功等于弹簧的弹性势能的增加，这个变力做的功一般通过动能定理求出；过程3：小物块从E点到F点，在脱离弹簧前做变加速运动，脱离弹簧后做匀变速运动，此过程中弹簧的弹性势能全部释放，遵循能量守恒定律。 　　第一次情景：过程1：改变物块质量后，将物块从压缩弹簧的E点静止释放，物块先沿直线轨道先变加速运动，离开弹簧后匀变速运动至C点，此过程遵循能量守恒定律；过程2：物块沿圆弧从C点运动到最高点D，此过程满足机械能守恒定律；过程3：物块从D点平抛运动到G点，此过程满足平抛运动规律，但平抛运动的水平位移与竖直位移要通过图中的几何知识得出。 　　由于弹簧的弹性势能只与弹簧的劲度系数及形变量有关。两次情景的联系桥梁是弹簧贮存或释放的最大弹性势能相同，这也是题目中的隐含条件。 　　以上的过程分析要如下表： 　　以上几式联立解得： 　　评析：本题情景与过程的分析根据物理事件发生、发展的先后顺序，采取了程序分析法。只有明确了情景与过程的特点，才能选用相应的规律进行求解。本题解求方法灵活、多样。从力与运动角度来看，可用牛顿运动定律与匀变速运动的基本规律求解在直轨道上的匀变运动过程；从功与能的角度来看，可用动能定理、功能关系求解在直轨道的变加速运动过程；可用动能定理、机械能守恒定律求在光滑圆轨道上的运动过程；可用运动的合成与分解的知识、平抛运动规律求解对平抛运动过程。对于相关的隐含条件的寻找可通过观察题目给出的图形，运动适当的几何知识得出。 　　题2（2016全国新课标卷II 第25题）.轻质弹簧原长为2l，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为l。现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接。AB是长度为5l的水平轨道，B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，如图所示。物块P与AB间的动摩擦因数μ = 0.5。用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度l，然后释放，P开始沿轨道运动，重力加速度大小为g。 　　（1）若P的质量为m，求P到达B点时速度的大小，以及它离开圆轨道后落回到AB上的位置与B 　　（2）若P能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求P得质量的取值范围。 　　1.过程分析 　　第一次情景：弹簧竖直放置时，质量为5m的物体将弹簧向下压缩的最大量为l，此过程中物块与弹簧组成系统机械能守恒，由此可求出弹簧形变量为l时的弹