(通用)2019版高考物理一輪復習43“滑塊-木板”模型中的能量轉化問題備考精煉

1、4343“滑塊“滑塊木板”模型中的能量轉化問題木板”模型中的能量轉化問題1.(多選)如圖1所示，質量為M、長度為L的小車靜止在光滑的水平面上，質量為m的小物塊放在小車的最左端，現(xiàn)用一水平力F作用在小物塊上，小物塊與小車之間的摩擦力為Ff，經(jīng)過一段時間小車運動的位移為x，小物塊剛好滑到小車的右端，則下列說法中正確的是()圖1A此時小物塊的動能為F(x＋L)B此時小車的動能為FfxC這一過程中，小物塊和小車增加的機械能為Fx－FfLD這一過

2、程中，因摩擦而產(chǎn)生的熱量為FfL2(多選)(2018山東濟寧模擬)如圖2所示，長為L、質量為M的木板靜置在光滑的水平面上，在木板上放置一質量為m的物塊，物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為μ.物塊以v0從木板的左端向右滑動，若木板固定不動時，物塊恰好能從木板的右端滑下若木板不固定時，下列敘述正確的是()圖2A物塊不能從木板的右端滑下B對系統(tǒng)來說產(chǎn)生的熱量Q＝μmgLC經(jīng)過t＝物塊與木板便保持相對靜止Mv0?M＋m?μgD摩擦力對木板所做的功等于

3、物塊克服摩擦力所做的功3(多選)水平地面上固定一傾角為θ＝37的足夠長的光滑斜面，如圖3所示，斜面上放一質量為mA＝2.0kg、長l＝3m的薄板A.質量為mB＝1.0kg的滑塊B(可視為質點)位于薄板A的最下端，B與A之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5.開始時用外力使A、B靜止在斜面上，某時刻給滑塊B一個沿斜面向上的初速度v0＝5ms，同時撤去外力，已知重力加速度g＝10ms2，sin37＝0.6，cos37＝0.8.下列說法正確的是()圖3A

4、在滑塊B向上滑行的過程中，A、B的加速度大小之比為3∶5B從A、B開始運動到A、B相對靜止的過程所經(jīng)歷的時間為0.5s答案精析答案精析1BD[小物塊運動的位移為x＋L，拉力和摩擦力做功，由動能定理得(F－Ff)(x＋L)＝Ek1，故選項A錯誤；小車僅受摩擦力，由動能定理得Ffx＝Ek2，選項B正確；小物塊和小車組成的系統(tǒng)的機械能增加量為非重力做功，即(F－Ff)(x＋L)＋Ffx＝F(x＋L)－FfL，選項C錯誤；因摩擦而產(chǎn)生的熱量為摩

5、擦力與相對路程之積，即Q＝FfL，選項D正確]2AC[木板固定不動時，物塊減少的動能全部轉化為內能木板不固定時，物塊向右減速的同時，木板要向右加速，物塊減少的動能轉化為系統(tǒng)產(chǎn)生的內能和木板的動能，所以產(chǎn)生的內能必然減小，物塊相對于木板滑行的距離要減小，不能從木板的右端滑下，故A正確對系統(tǒng)來說，產(chǎn)生的熱量Q＝Ffx相對＝μmgx相對μmgL，故B錯誤設物塊與木板最終的共同速度為v，物塊和木板系統(tǒng)動量守恒，取向右為正方向，根據(jù)動量守恒定律，

6、有：mv0＝(m＋M)v，對木板M，由動量定理得：μmgt＝Mv，聯(lián)立解得t＝，故C正確由于物塊與木板相對于Mv0?M＋m?μg地的位移大小不等，物塊對地位移較大，而摩擦力大小相等，所以摩擦力對木板所做的功小于物塊克服摩擦力所做的功，故D錯誤]3CD[由題中條件可知，當滑塊B向上運動時，薄板A將沿斜面向下運動，由受力分析和牛頓第二定律可知，對薄板A，mAgsinθ－μmBgcosθ＝mAaA，薄板A的加速度aA＝4ms2，方向沿斜面向下

7、；對滑塊B，μmBgcosθ＋mBgsinθ＝mBaB，則滑塊B的加速度aB＝10ms2，方向沿斜面向下，故在滑塊B向上滑行的過程中，A、B的加速度大小之比為2∶5，選項A錯誤；開始運動時，滑塊B向上做勻減速直線運動，減速到零所需要的時間t1＝＝0.5s，此時薄板Av0aB的速度大小為vA＝aAt1＝2ms，然后二者均向下運動，且二者的加速度不變，最后速度相同，則有vA＋aAt2＝aBt2，代入數(shù)據(jù)可解得t2＝s，共同速度為v＝ms，A

8、、B從開始運動到速度13103相同所用時間為t＝t1＋t2＝s，選項B錯誤；滑塊B的位移為xB＝t1－t2＝m，方向沿斜56v02v22536面向上，所以滑塊B克服摩擦力做的功為W＝μmBgxBcosθ＝J，選項C正確；A、B的相對位259移為x＝t1＋aAt12＋vAt2＋aAt22－t2，代入數(shù)據(jù)解得x＝m，故從A、B開始運動到A、Bv021212v22512相對靜止的過程中因摩擦產(chǎn)生的熱量Q＝μmBgxcosθ＝J，選項D正確]2