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              (江蘇專版)2019版高考物理一輪復習備考精煉: 第五章 機械能 微專題42“滑塊-木板”模型中的能量轉化問題備考精煉  人教版

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              文件簡介::
              42“滑塊-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1
              A.此時小物塊的動能為F(x+L)
              B.此時小車的動能為Ffx
              C.這一過程中,小物塊和小車增加的機械能為Fx-FfL
              D.這一過程中,因摩擦而產生的熱量為FfL
              2.(多選)(2017·泰州中學模擬)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2
              A.物塊不能從木板的右端滑下
              B.對系統來說產生的熱量Q=μmgL
              C.經過t=物塊與木板便保持相對靜止
              D.摩擦力對木板所做的功等于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=5m/s,同時撤去外力,已知重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.下列說法正確的是( )

              圖3
              A.在滑塊B向上滑行的過程中,A、B的加速度大小之比為3∶5
              B.從A、B開始運動到A、B相對靜止的過程所經歷的時間為0.5s
              C.從A、B開始運動到A、B相對靜止的過程中滑塊B克服摩擦力所做的功為J
              D.從A、B開始運動到A、B相對靜止的過程中因摩擦產生的熱量為J
              4.(2018·高郵市段考)如圖4所示,質量為M=4kg的木板靜止在光滑的水平面上,在木板的右端放置一個質量為m=1kg,大小可以忽略的鐵塊,鐵塊與木板之間的動摩擦因數μ=0.4,在鐵塊上加一個水平向左的恒力F=8N,鐵塊在長L=6m的木板上滑動.取g=10m/s2.求:

              圖4
              (1)經過多長時間鐵塊運動到木板的左端;
              (2)在鐵塊到達木板左端的過程中,恒力F對鐵塊所做的功;
              (3)在鐵塊到達木板左端時,鐵塊和木板的總動能.










              答案精析
              1.BD [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;因摩擦而產生的熱量為摩擦力與相對路程之積,即Q=FfL,選項D正確.]
              2.AC [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產生的內能和木板的動能,所以產生的內能必然減小,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.對系統來說,產生的熱量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,物塊和木板系統動量守恒,取向右為正方向,根據動量守恒定律,有:mv0=(m+M)v,對木板M,由動量定理得:μmgt=Mv,聯立解得t=,故C正確.由于物塊與木板相對于地的位移大小不等,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.]
              3.CD [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=4m/s2,方向沿斜面向下;對滑塊B,μmBgcosθ+mBgsinθ=mBaB,則滑塊B的加速度aB=10m/s2,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...
                  

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