（江苏专版）2019版高考物理一轮复习 第五章 机械能 微专题42“滑块-木板”模型中的能量转化问题备考精炼.doc

42“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1a此时小物块的动能为f(xl)b此时小车的动能为ffxc这一过程中，小物块和小车增加的机械能为fxffld这一过程中，因摩擦而产生的热量为ffl2(多选)(2017泰州中学模拟)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.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2a物块不能从木板的右端滑下b对系统来说产生的热量qmglc经过t物块与木板便保持相对静止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37的足够长的光滑斜面，如图3所示，斜面上放一质量为ma2.0 kg、长l3 m的薄板a.质量为mb1.0 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v05 m/s，同时撤去外力，已知重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.下列说法正确的是()图3a在滑块b向上滑行的过程中，a、b的加速度大小之比为35b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 sc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 jd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 j4(2018高邮市段考)如图4所示，质量为m4 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m1 kg，大小可以忽略的铁块，铁块与木板之间的动摩擦因数0.4，在铁块上加一个水平向左的恒力f8 n，铁块在长l6 m的木板上滑动取g10 m/s2.求：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1bd小物块运动的位移为xl，拉力和摩擦力做功，由动能定理得(fff)(xl)ek1，故选项a错误；小车仅受摩擦力，由动能定理得ffxek2，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(fff)(xl)ffxf(xl)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qffl，选项d正确2ac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正确对系统来说，产生的热量qffx相对mgx相对mgl，故b错误设物块与木板最终的共同速度为v，物块和木板系统动量守恒，取向右为正方向，根据动量守恒定律，有：mv0(mm)v，对木板m，由动量定理得：mgtmv，联立解得t，故c正确由于物块与木板相对于地的位移大小不等，物块对地位移较大，而摩擦力大小相等，所以摩擦力对木板所做的功小于物块克服摩擦力所做的功，故d错误3cd由题中条件可知，当滑块b向上运动时，薄板a将沿斜面向下运动，由受力分析和牛顿第二定律可知，对薄板a，magsin mbgcos maaa，薄板a的加速度aa4 m/s2，方向沿斜面向下；对滑块b，mbgcos mbgsin mbab，则滑块b的加速度ab10 m/s2，方向沿斜面向下，故在滑块b向上滑行的过程中，a、b的加速度大小之比为25，选项a错误；开始运动时，滑块b向上做匀减速直线运动，减速到零所需要的时间t10.5 s，此时薄板a的速度大小为vaaat12 m/s，然后二者均向下运动，且二者的加速度不变，最后速度相同，则有vaaat2abt2，代入数据可解得t2 s，共同速度为v m/s，a、b从开始运动到速度相同所用时间为tt1t2 s，选项b错误；滑块b的位移为xbt1t2 m，方向沿斜面向上，所以滑块b克服摩擦力做的功为wmbgxbcos j，选项c正确；a、b的相对位移为xt1aatvat2aatt2，代入数据解得x m，故从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qmbgxcos j，选项d正确4(1)2 s(2)64 j(3)40 j解析(1)铁块与木板间的滑动摩擦力ffmg0.4110 n4 n铁块的加速度a1 m/s24 m/s2木板的加速度a2 m/s21 m/s2铁块滑到木板左端的时间为t，则a1t2a2t2l代入数据解得t2 s(2)铁块位移x1a1t2422 m8 m恒力f对铁块做的功wfx188 j64 j(3)方法一：铁块的动能eka(fff)x1(84)8 j32 j木板位移x2a2t2122 m2 m木板的动能ekbffx242 j8 j铁块和木板的总动能ek总ekaekb32 j8 j40 j.方法二：铁