2021河南高考物理解答题2道解析

这道运动与功能关系的题目相对比较简单，但也不一定像平时练习题那种简单程度，毕竟就2道大题，要是太容易的话，就显得没水平了。

解析：

（1）第一次的时候，很明显是自由落体

所以可根据题中所说的碰撞前后动能的比值不变计算得到碰撞前后的动能比值为3:2，

那么在拍球的时候，动能比值也不变，所以假设拍球做功W，

那么(W+mgh3)：mgh3=3:2

可解的W=4.5J

（2）要知道作用力的大小，我们得知道这个作用力作用的距离是多少，那么我们可以利用落地时的速度来求

假设落地速度为v1

则可得v1=3√5m/s

而t=0.20s内，球的加速度a=g+F/m

那么在这0.20s内下落高度h4=0.5at²，速度v2=at

所以根据功能关系有

Fh4+mgh3=0.5mv1²

代入可得F=9N

手写过程

这一题看着结构是不太难，但是里面总有那么一些比较扯淡的地方，所以老师在计算的时候也出错了，算了几次才对上结果

解析：

（1）这一小题还是比较简单的，金属棒进入磁场的时候，根据机械能守恒可知

0.5mv1²=mgs1sinα

解出v1=1.5m/s

那么安培力FA=B²L²v1/R=0.18N

（2）这一小题是最难的一部分，第三小题可以算是这一问的送分不分，只要这一题解对了，第三小题就能拿满分了

首先我们得分析清楚每个过程阶段中，金属棒和导体框的运动情况

在金属棒匀速的时候，我们知道导体框不受安培力作用，所以继续向下加速运动，那么金属棒受到沿斜面向下的摩擦力作用，所以

mgsinα+μmgcosα=FA

代入数值可得关系式6m+8μm=0.18

而在EF进入磁场时，速度大于金属棒，所以导体框受到沿斜面向上的摩擦力，而且是匀速运动

所以有μmgcosα+B²L²V2/R=Mgsinα

代入数值可得关系式8μm+0.12v2=0.36

现在出现了三个未知数，分别是m、μ和v2

但是我们只有两个关系式，还差一个

那么在金属棒进入磁场到导体框进入磁场时，导体框速度刚好由v1增加至v2，

所以存在v2²-v1²=2aS0

而这个a=（Mgsinα-μmgcosα）/M

化简可得v2²=2.25-320/3μm

所以这个是第三个关系式，当然还可以用功能关系，导体框由静止到进入磁场，动能=重力做功-摩擦力做功

0.5Mv2²=Mgsinα（s0+s1）-μmgcosαs0

结合前面两个等式关系可得v2=50m+1.5

μm=0.045-0.015v2

代入第三个关系式可得

v2²-1.6v2-2.25=0

解方程可得v2=2.5m/s

那么m=0.02kg

μ=0.375

（这一小题关键就是计算比较复杂，所以容易出错）

（3)那么导体框在匀速时，金属棒在加速，所以此时导体框受到的摩擦力是沿斜面向上的，当金属棒的速度赶上导体框时，导体框的摩擦力就不再向上了，所以就进入加速阶段，那么我们需要分析的就是这个阶段的时间有多少

所以选定金属棒从速度V1加速至v2所用时间，即为导体框匀速时间

t=（v2-v1）/（gsinα+μgcosα）=1/9s

所以导体框位移s=v2t=5/18m

手写过程