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

1、4343“滑塊“滑塊木板”模型中的能量轉(zhuǎn)化問題木板”模型中的能量轉(zhuǎn)化問題1.(多選)如圖1所示，質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的小車靜止在光滑的水平面上，質(zhì)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(guò)一段時(shí)間小車運(yùn)動(dòng)的位移為x，小物塊剛好滑到小車的右端，則下列說(shuō)法中正確的是()圖1A此時(shí)小物塊的動(dòng)能為F(x＋L)B此時(shí)小車的動(dòng)能為FfxC這一過(guò)程中，小物塊和小車增加的機(jī)械能為Fx－FfLD這一過(guò)

2、程中，因摩擦而產(chǎn)生的熱量為FfL2(多選)(2018山東濟(jì)寧模擬)如圖2所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為M的木板靜置在光滑的水平面上，在木板上放置一質(zhì)量為m的物塊，物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.物塊以v0從木板的左端向右滑動(dòng)，若木板固定不動(dòng)時(shí)，物塊恰好能從木板的右端滑下若木板不固定時(shí)，下列敘述正確的是()圖2A物塊不能從木板的右端滑下B對(duì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)產(chǎn)生的熱量Q＝μmgLC經(jīng)過(guò)t＝物塊與木板便保持相對(duì)靜止Mv0?M＋m?μgD摩擦力對(duì)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(zhǎng)的光滑斜面，如圖3所示，斜面上放一質(zhì)量為mA＝2.0kg、長(zhǎng)l＝3m的薄板A.質(zhì)量為mB＝1.0kg的滑塊B(可視為質(zhì)點(diǎn))位于薄板A的最下端，B與A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5.開始時(shí)用外力使A、B靜止在斜面上，某時(shí)刻給滑塊B一個(gè)沿斜面向上的初速度v0＝5ms，同時(shí)撤去外力，已知重力加速度g＝10ms2，sin37＝0.6，cos37＝0.8.下列說(shuō)法正確的是()圖3A

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

5、擦力與相對(duì)路程之積，即Q＝FfL，選項(xiàng)D正確]2AC[木板固定不動(dòng)時(shí)，物塊減少的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能木板不固定時(shí)，物塊向右減速的同時(shí)，木板要向右加速，物塊減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能和木板的動(dòng)能，所以產(chǎn)生的內(nèi)能必然減小，物塊相對(duì)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(duì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生的熱量Q＝Ffx相對(duì)＝μmgx相對(duì)μmgL，故B錯(cuò)誤設(shè)物塊與木板最終的共同速度為v，物塊和木板系統(tǒng)動(dòng)量守恒，取向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，

6、有：mv0＝(m＋M)v，對(duì)木板M，由動(dòng)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(duì)于Mv0?M＋m?μg地的位移大小不等，物塊對(duì)地位移較大，而摩擦力大小相等，所以摩擦力對(duì)木板所做的功小于物塊克服摩擦力所做的功，故D錯(cuò)誤]3CD[由題中條件可知，當(dāng)滑塊B向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，薄板A將沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，由受力分析和牛頓第二定律可知，對(duì)薄板A，mAgsinθ－μmBgcosθ＝mAaA，薄板A的加速度aA＝4ms2，方向沿斜面向下

7、；對(duì)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(guò)程中，A、B的加速度大小之比為2∶5，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑塊B向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，減速到零所需要的時(shí)間t1＝＝0.5s，此時(shí)薄板Av0aB的速度大小為vA＝aAt1＝2ms，然后二者均向下運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)到速度13103相同所用時(shí)間為t＝t1＋t2＝s，選項(xiàng)B錯(cuò)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(xiàng)C正確；A、B的相對(duì)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(yùn)動(dòng)到A、Bv021212v22512相對(duì)靜止的過(guò)程中因摩擦產(chǎn)生的熱量Q＝μmBgxcosθ＝J，選項(xiàng)D正確]2