
今天我们来看下2026年浙江春季高考的力学计算题:

1、我们拿到这个题我们要分析下,这个题在考察什么?
从整体来看这是力学类问题,而力学类问题中包含了运动、功和能、动量等内容,这个题具体涉及到了哪几个知识点?
(1)在第一问中考察了机械能守恒和圆周运动
(2)第二问中在问回复力,很明显是在考察简谐运动
(3)第三问是在问碰撞后的速度,显然是在考察动量守恒中的弹性碰撞
(4)第四问物块a从NQ之间滑离,求L的范围,从问题中可以看出碰撞后物块a的运动可以分成两个方向的运动,这是一个运动的分解问题。
以上,是我们从问题中看到所要考察的知识点。我们在做题时就要把这些知识点的相关规律、公式调动起来,带着这些知识点再次读题,分析整个运动过程。
2、是怎样的运动过程?
我们略过前面的结构,通过文字描述来看下是个怎样的运动:
Ø“质量为m的物块a,从圆弧面上相对平板竖直高度为h的A点静止下滑”可知,在开始阶段物块a从A点静止下滑,从A点静止下滑,那么a沿QP轴向是没有速度的,所以物块a在开始阶段只做圆周运动;
Ø从“h<< r”可知,圆弧的圆心角很小,a的运动可以看作一个单摆;
Ø“圆弧面上最低点B”可知B是圆弧的最低点;
Ø“物块b与MN成45°角从O点滑入圆弧面”从45°可知物块b在O点的速度,如果分解为沿ON(y方向)和垂直于ON(x方向)两个方向,那么这两个方向的速度相等;
Ø“第一次到达最高点时恰好与同时到达最高点的物块a发生弹性碰撞”,这句话里面的信息非常多,分析不全就感觉无从下手。我们先看最容易的,“发生弹性碰撞”说明a和b之间发生的是弹性碰撞,无能量损耗;这句话的重点也是最容易忽略的地方是:“第一次到达最高点时恰好与同时到达最高点的物块a”说明b和a是同时到达最高点,且两者的最高点相同。
3、如何求解?
第一问求速度,利用机械能守恒列关系式,求支持力FN利用合力提供向心力;
第二问求回复力,结合单摆模型,参考教材单摆回复力的分析,利用合力提供回复力;
第三问求b的初速度,先对速度进行分解,利用圆弧方向是单摆运动,与a同时到达最高点且相遇,可知,b到达的最高点与a相同,由此可求b在垂直于MN方向的分速度;利用初速度与MN方向的夹角可求初速度vb。b到达最高点时只有沿MN方向的速度,a的速度为0,利用弹性碰撞列方程组,可求碰撞后的速度。
第四问求L的范围,根据单摆周期公式求a在圆弧阶段的运动时间,及在水平阶段的运动时间;a若从NQ段滑离,则这段时间是a在水平阶段运动,从碰撞到滑离过程中,a沿MN方向以碰撞后的速度,做匀速直线运动,在垂直MN 阶段做单摆和匀速直线相结合的运动。两者的关系是:在相同的时间,沿MN方向运动位移是L,垂直MN 阶段恰好在NQ段。需要注意的是,时间t是个多解,可以第一次到达NQ段,也可以是第n次到达NQ段。
根据以上的分析,你能求出此题吗?欢迎大家把自己的答案留在评论区