1、第43练(模型方法)“滑块木板”模型中的能量问题(时间25分钟)思维方法1分析滑块与木板间的相对运动情况,确定两者间的速度关系、位移关系,注意两者速度相等时摩擦力可能变化2用公式QFfx相对或动能定理、能量守恒求摩擦产生的热量一、选择题1.(多选)如图所示,木板A放在光滑的水平地面上,物体B以水平速度v0冲上木板A后,由于摩擦力作用,最后停止在木板A上,则从物体B冲到木板A上到相对木板A静止的过程中,下列说法中正确的是()A物体B动能的减少量等于系统损失的机械能B物体B克服摩擦力做的功等于系统内能的增加量C物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和D摩擦力对物体B做的功和对木
2、板A做的功的总和等于系统内能的增加量2长为L1 m、质量为M1 kg的平板车在粗糙水平地面上以初速度v5 m/s向右运动,同时将一个质量为m2 kg的小物块轻轻放在平板车的最前端,物块和平板车的平板间的动摩擦因数为0.5,由于摩擦力的作用,物块相对平板车向后滑行距离s0.4 m后与平板车相对静止,平板车最终因为地面摩擦而静止,如图所示,物块从放到平板车上到与平板车一起停止运动,摩擦力对物块做的功为()A0 B4 JC6 J D10 J3(多选)如图所示,质量为M2 kg、长为L2 m 的木板静止放置在光滑水平面上,在其左端放置一质量为m1 kg的小木块(可视为质点),小木块与长木板之间的动摩擦
3、因数0.2,先相对静止,后用一水平向右的力F4 N作用在小木块上,经过一段时间小木块从木板另一端滑下,g取10 m/s2,则()A小木块在长木板上滑行的时间t2 sB在整个运动过程中由于摩擦产生的热量为8 JC小木块脱离长木板的瞬间,拉力F的瞬时功率为16 WD小木块在运动过程中获得的动能为12 J二、非选择题42022宁夏银川市模拟如图所示,一质量为m1.5 kg的滑块从倾角为37的斜面上自静止开始下滑,滑行距离x10 m后进入半径为R9 m的光滑圆弧AB,其圆心角为,然后水平滑上与平台等高的小车已知小车质量为M3.5 kg,滑块与斜面及小车表面的动摩擦因数0.35,地面光滑且小车足够长,g
4、取10 m/s2.(sin 370.6,cos 370.8)求:(1)滑块在斜面上的滑行时间t1;(2)滑块脱离圆弧末端B点前,轨道对滑块的支持力大小;(3)当小车开始匀速运动时,滑块在车上滑行的距离x1.第43练(模型方法)“滑块木板”模型中的能量问题1答案:CD解析:物体B以水平速度v0冲上木板A后,由于摩擦力作用,物体B减速运动,木板A加速运动,根据能量守恒定律可知,物体B动能的减少量等于木板A增加的动能与系统损失的机械能之和,选项A错误、选项C正确;根据动能定理可知,物体B克服摩擦力做的功等于物体B损失的动能,选项B错误;摩擦力对物体B做的功等于物体B动能的减少量,摩擦力对木板A做的功
5、等于木板A动能的增加量,由能量守恒定律可知,摩擦力对物体B做的功和对木板A做的功的总和等于系统内能的增加量,选项D正确2答案:A3答案:AC解析:小木块和长木板之间发生相对滑动,滑动摩擦力大小为2 N,根据牛顿第二定律可知长木板以加速度a11 m/s2向右做匀加速运动,位移x1a1t2.小木块以加速度a22 m/s2向右做匀加速运动,位移x2a2t2,x2x1L,解得t2 s,故选项A正确;由功能关系得因摩擦而产生的热量等于滑动摩擦力乘以相对路程,等于4 J,故选项B错误;小木块脱离长木板瞬间的速度v4 m/s,根据PFv16 W,可知选项C正确;对小木块应用动能定理有EkWFWf8 J,故选
6、项D错误4答案:(1)2.5 s(2)31.7 N(3)10 m解析:(1)设滑块在斜面上滑行的加速度为a,由牛顿第二定律,有mg sin mg cos ma,又xat联立解得t12.5 s.(2)滑块在圆弧AB上的运动过程,由机械能守恒定律,有:mvmgR(1cos )mv,其中vAat1.由牛顿第二定律,有FBmgm,联立解得:轨道对滑块的支持力FB N31.7 N.(3)滑块在小车上滑行时的加速度:a1g3.5 m/s2,小车的加速度:a21.5 m/s2,小车与滑块达到共同速度时小车开始匀速运动,满足vBa1t2a2t2.由(2)可知滑块刚滑上小车的速度vB10 m/s,最终同速时的速度vvBa1t23 m/s.由功能关系可得:mgx1mv(mM)v2,联立解得:x110 m