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通用2019版高考物理一轮复习备考第五章 机械能 微专题43“滑块-木板”模型中的能量转化问题备考精炼含答案


43“滑块-木板”模型中的能量转化问题 1.(多选)如图 1 所示,质量为 M、长度为 L 的小车静止在光滑的水平面上,质量为 m 的小物 块放在小车的最左端,现用一水平力 F 作用在小物块上,小物块与小车之间的摩擦力为 Ff, 经过一段时间小车运动的位移为 x,小物块刚好滑到小车的右端,则下列说法中正确的是( ) 图1 A.此时小物块的动能为 F(x+L) B.此时小车的动能为 Ffx C.这一过程中,小物块和小车增加的机械能为 Fx-FfL D.这一过程中,因摩擦而产生的热量为 FfL 2.(多选)(2018·山东济宁模拟)如图 2 所示,长为 L、质量为 M 的木板静置在光滑的水平面 上,在木板上放置一质量为 m 的物块,物块与木板之间的动摩擦因数为 μ .物块以 v0 从木板 的左端向右滑动,若木板固定不动时,物块恰好能从木板的右端滑下.若木板不固定时,下 列叙述正确的是( ) 图2 A.物块不能从木板的右端滑下 B.对系统来说产生的热量 Q=μ mgL C.经过 t= 物块与木板便保持相对静止 ?M+m?μ g D.摩擦力对木板所做的功等于物块克服摩擦力所做的功 3.(多选)水平地面上固定一倾角为 θ =37°的足够长的光滑斜面,如图 3 所示,斜面上放 一质量为 mA=2.0 kg、长 l=3 m 的薄板 A.质量为 mB=1.0 kg 的滑块 B(可视为质点)位于薄 板 A 的最下端,B 与 A 之间的动摩擦因数 μ =0.5.开始时用外力使 A、B 静止在斜面上,某时 刻给滑块 B 一个沿斜面向上的初速度 v0=5 m/s,同时撤去外力,已知重力加速度 g=10 m/s ,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.下列说法正确的是( 2 Mv0 ) 图3 A.在滑块 B 向上滑行的过程中,A、B 的加速度大小之比为 3∶5 B.从 A、B 开始运动到 A、B 相对静止的过程所经历的时间为 0.5 s 25 C.从 A、B 开始运动到 A、B 相对静止的过程中滑块 B 克服摩擦力所做的功为 J 9 25 D.从 A、B 开始运动到 A、B 相对静止的过程中因摩擦产生的热量为 J 3 4.(2018·河北邢台质检)如图 4 所示,质量为 M=4 kg 的木板静止在光滑的水平面上,在木 板的右端放置一个质量为 m=1 kg,大小可以忽略的铁块,铁块与木板之间的动摩擦因数 μ =0.4,在铁块上加一个水平向左的恒力 F=8 N,铁块在长 L=6 m 的木板上滑动.取 g=10 m/s .求: 2 图4 (1)经过多长时间铁块运动到木板的左端; (2)在铁块到达木板左端的过程中,恒力 F 对铁块所做的功; (3)在铁块到达木板左端时,铁块和木板的总动能. 答案精析 1 . BD [ 小物块运动的位移为 x+ L,拉力和摩擦力做功,由动能定理得 (F- Ff)(x+ L)= Ek1,故选项 A 错误;小车仅受摩擦力,由动能定理得 Ffx=Ek2,选项 B 正确;小物块和小车 组成的系统的机械能增加量为非重力做功,即 (F-Ff)(x+L)+Ffx=F(x+L)-FfL,选项 C 错误;因摩擦而产生的热量为摩擦力与相对路程之积,即 Q=FfL,选项 D 正确.] 2.AC [木板固定不动时,物块减少的动能全部转化为内能.木板不固定时,物块向右减速 的同时,木板要向右加速,物块减少的动能转化为系统产生的内能和木板的动能,所以产生 的内能必然减小,物块相对于木板滑行的距离要减小,不能从木板的右端滑下,故 A 正 确.对系

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