2023年高考山东卷第18题分析讲评

2023年高考山东卷物理第18题分析讲评

一

试题展示

二

思路分析

三

学科思想

四

本质规律

五

教学思维和启示

六弹性碰撞中的快捷解法（2023年）18.如图所示，物块A和木板B置于水平地面上，固定光滑弧形轨道末端与B的上表面所在平面相切，竖直挡板P固定在地面上。作用在

A

上的水平外力，使

A

与

B

以相同速度向右做匀速直线运动。当

B

的左端经过轨道末端时，从弧形轨道某处无初速度下滑的滑块

C

恰好到达最低点，并以水平速度v滑上

B

的上表面，同时撤掉外力，此时

B

右端与

P

板的距离为

s。已知，v0=1m/s，

v=4m/s，mA=mc=1kg，

mB=2kg，A

与地面间无摩擦，B

与地面间动摩擦因数

μ1=0.1，C

与

B

间动摩擦因数

μ2=0.5，B

足够长，使得

C

不会从

B

上滑下。B

与

P、A

的碰撞均为弹性碰撞，不计碰撞时间，取重力加速度大小

g=10m/s2。（1）求

C

下滑的高度

H；（2）与

P

碰撞前，若

B

与

C

能达到共速，且

A、B

未发生碰撞，求

s

的范围；（3）若

s=0.48m，求

B

与

P

碰撞前，摩擦力对

C

做的功

W；（4）若

s=0.48m，自

C

滑上

B

开始至

A、B、C

三个物体都达到平衡状态，求这三个物体总动量的变化量的大小。

（2023年）18.如图所示，物块

A

和木板

B

置于水平地面上，固定光滑弧形轨道末端与

B

的上表面所在平面相切，竖直挡板P

固定在地面上。作用在A上的水平外力，使

A

与

B

以相同速度向右做匀速直线运动。当

B

的左端经过轨道末端时，从弧形轨道某处无初速度下滑的滑块

C

恰好到达最低点，并以水平速度v滑上

B

的上表面，同时撤掉外力，此时

B

右端与

P

板的距离为

s。已知，v0=1m/s，

v=4m/s，mA=mc=1kg，

mB=2kg，A

与地面间无摩擦，B

与地面间动摩擦因数

μ1=0.1，C

与

B

间动摩擦因数

μ2=0.5，B足够长，使得

C

不会从

B

上滑下。B

与

P、A

的碰撞均为弹性碰撞，不计碰撞时间，取重力加速度大小g=10m/s2。（1）求

C

下滑的高度

H；【详解】（1）由题意可知滑块C静止滑下过程根据动能定理有代入数据解得（2023年）18.如图所示，物块

A

和木板

B

置于水平地面上，固定光滑弧形轨道末端与

B

的上表面所在平面相切，竖直挡板

P固定在地面上。作用在

A

上的水平外力，使

A

与

B

以相同速度向右做匀速直线运动。当

B

的左端经过轨道末端时，从弧形轨道某处无初速度下滑的滑块

C

恰好到达最低点，并以水平速度v滑上

B

的上表面，同时撤掉外力，此时

B

右端与

P

板的距离为

s。已知，v0=1m/s，

v=4m/s，mA=mc=1kg，

mB=2kg，A

与地面间无摩擦，B

与地面间动摩擦因数

μ1=0.1，C

与

B

间动摩擦因数

μ2=0.5，B

足够长，使得

C

不会从

B

上滑下。B

与

P、A

的碰撞均为弹性碰撞，不计碰撞时间，取重力加速度大小g=10m/s2。（2）木板B与P碰撞前，若

B

与

C

能

达

到

共

速，且

A、B

未

发

生

碰

撞，求

s

的范围；P1BC①BCA②ACBAP2此时B和C刚好共速A刚要碰B（2）与P碰撞前，若B

与

C

能

达

到

共

速，

且A、B

未

发

生

碰

撞，求s的范围甲乙丙（2）求

s

的范围BBCCBCA②AAP1P2A刚要碰BSC=1.2m甲乙1丙（3）对滑块Cwf=?s=0.48m挡板P3BCBC③AAP1甲乙VC0=2m/sVB0=1.4m/s0.08mVA=V0=1m/s丁④ABVA=-2.02m/sVB=0.246m/sVC1=1.83m/sC挡板P3S=0.48m①②A与B发生碰撞过程③④（4）若

s=0.48m，自

C

滑上

B

开始至

A、B、C

三个物体都达到平衡状态，求这三个物体总动量的变化量的大小。

这道压轴大题，是多物体多过程，多规律多方法的综合应用。确实可以选拔出优秀学生，很好地发挥了高考“服务选才，引导教学”的功能，充分体现了物理核心素养中的物理观念和科学思维。

（2022年）18.如图所示，“L”型平板B静置在地面上，小物块A处于平板B上的点，点左侧粗糙，右侧光滑。用不可伸长的轻绳将质量为M的小球悬挂在点正上方的O点，轻绳处于水平拉直状态。将小球由静止释放，下摆至最低点与小物块A发生碰撞，碰后小球速度方向与碰前方向相同，开始做简谐运动（要求摆角小于），A以速度沿平板滑动直至与B右侧挡板发生弹性碰撞。一段时间后，A返回到O点的正下方时，相对于地面的速度减为零，此时小球恰好第一次上升到最高点。已知A的质量，B的质量，A与B的动摩擦因数，B与地面间的动摩擦因数，取重力加速度。整个过程中A始终在B上，所有碰撞时间忽略不计，不计空气阻力，求：（1）A与B的挡板碰撞后，二者的速度大小与；（2）B光滑部分的长度d；（3）运动过程中A对B的摩擦力所做的功；（4）实现上述运动过程，的取值范围（结果用表示）。（2021年）18.如图所示，三个质量均为m的小物块A、B、C，放置在水平地面上，A紧靠竖直墙壁，一劲度系数为k的轻弹簧将A、B连接，C紧靠B，开始时弹簧处于原长，A、B、C均静止。现给C施加一水平向左、大小为F的恒力，使B、C一起向左运动，当速度为零时，立即撤去恒力，一段时间后A离开墙壁，最终三物块都停止运动。已知A、B、C与地面间的滑动摩擦力大小均为f，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终在弹性限度内。（弹簧的弹性势能可表示为：，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）（1）求B、C向左移动的最大距离和B、C分离时B的动能；（2）为保证A能离开墙壁，求恒力的最小值；（3）若三物块都停止时B、C间的距离为，从B、C分离到B停止运动的整个过程，B克服弹簧弹力做的功为W，通过推导比较W与的大小；（4）若，请在所给坐标系中，画出C向右运动过程中加速度a随位移x变化的图像，并在坐标轴上标出开始运动和停止运动时的a、x值（用f、k、m表示），不要求推导过程。以撤去F时C的位置为坐标原点，水平向右为正方向。(2020年)18．（16分）如图所示，一倾角为θ的固定斜面的底端安装一弹性挡板，P、Q两物块的质量分别为m和4m，Q静止于斜面上A处。某时刻，P以沿斜面向上的速度v0与Q发生弹性碰撞。Q与斜面间的动摩擦因数等于tanθ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。P与斜面间无摩擦，与挡板之间的碰撞无动能损失。两物块均可以看作质点，斜面足够长，Q的速度减为零之前P不会与之发生碰撞。重力加速度大小为g。（1）求P与Q第一次碰撞后瞬间各自的速度大小vP1、vQ1；（2）求第n次碰撞使物块Q上升的高度hn；（3）求物块Q从A点上升的总高度H；（4）为保证在Q的速度减为零之前P不会与之发生碰撞，

求A点与挡板之间的最小距离s。2023（18）难度系数0.40应用动能定理解多段过程问题；含有动量守恒的多过程问题；利用动量守恒及能量守恒解决（类）碰撞问题；2022（18）难度系数0.15

完全弹性碰撞--动碰静；含有动量守恒的多过程问题；单摆周期公式的简单应用；2021（18）难度系数0.40应用动能定理解多段过程问题；利用能量守恒解决实际问题；2020（18）难度系数0.40应用动能定理解多段过程问题；应用动量守恒解决弹性碰撞问题；利用能量守恒解决实际问题就山东新高考以来，第18题考察的都是力学综合问题，涵盖

动力学

动量

和

能量

的主干知识，要求学生熟练掌握力学三观，快速构建物理模型,选用合适的规律解题。就今年的第18题

基本规律和能力1、正确的受力分析、运动过程分析

贯穿始终2、临界状态的分析3、熟练使用物理基本规律

（运动学公式、牛顿定律

、动量定理

、动能定理、

动量守恒定律

、能量守恒定律

等）4、快捷的物理建模能力

5、

超强的数学解题能力（快解方程）

即：熟练运用数学知识解决物理问题的能力考察的基本物理模型有1、匀速直线运动2、匀变速直线运动3、（弹性）碰撞4、板块模型5、追及相遇（2023年全国甲卷）25.如图，水平桌面上固定一光滑U型金属导轨，其平行部分的间距为L，导轨的最右端与桌子右边缘对齐，导轨的电阻忽略不计。导轨所在区域有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电阻为R、长度也为L的金属棒P静止在导轨上。导轨上质量为3m的绝缘棒Q位于P的左侧，以大小为v0的速度向P运动并与P发生弹性碰撞，碰撞时间很短。碰撞一次后，P和Q先后从导轨的最右端滑出导轨，并落在地面上同一地点。P在导轨上运动时，两端与导轨接触良好，P与Q始终平行。不计空气阻力。求（1）金属棒P滑出导轨时的速度大小；（2）金属棒P在导轨上运动过程中产生的热量；（3）与P碰撞后，绝缘棒Q在导轨上运动的时间。(2023年全国乙卷)25.如图，一竖直固定的长直圆管内有一质量为M的静止薄圆盘，圆盘与管的上端口距离为l，圆管长度为。一质量为的小球从管的上端口由静止下落，并撞在圆盘中心，圆盘向下滑动，所受滑动摩擦力与其所受重力大小相等。小球在管内运动时与管壁不接触，圆盘始终水平，小球与圆盘发生的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。不计空气阻力，重力加速度大小为g。求（1）第一次碰撞后瞬间小球和圆盘的速度大小；（2）在第一次碰撞到第二次碰撞之间，小球与圆盘间的最远距离；（3）圆盘在管内运动过程中，小球与圆盘碰撞的次数。

对动量和能量问题的考察，一定是高考中的重要内容，而且计算繁琐！下面就以弹性碰撞为例，和大家共探讨一种快速求解正确结果的方法，仅供参考。【弹性碰撞】碰撞过程中机械能守恒，满足两个守恒．

1、动量守恒2、机械能守恒：方程虽好列，求解特繁琐。

我们把动碰动的弹性碰撞过程分成两个阶段

共速V共

形变对称、弹力对称、弹力做功对称，所以速度变化量对称ΔVA=-4m/sΔVA=-4m/sΔVB=+4m/sΔVB=+4m/sm6+m(-2)=2mv共碰后A的速度范围

2m/s-----2m/s碰后B的速度范围

2m/s-----6m/sV共=2m/smAvA+mBvB=mAvA′+mBvB′VA′=-2m/sVB′=6m/sV共=2m/sV共=2m/s实例分析(多选)如图所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6m/