高中物理模块五功与能考点7.3“双滑块”“子弹打木块”模型能量分析问题习题

1、专题课件I考点7.3“双滑块” “子弹打木块”模型能量分析问题“双滑块” “子弹打木块”模型能量分析的核心问题为物体间摩擦热的计算，一般而言有两种方式：(1)依据Q= Ff - x相对，找出摩擦力与相对路程大小即可。要注意的问题是公式中的 x相对并不是指的是相对位移大小。特别是相对往返运动中，x相对为多过程相对位移大小之和。(2)运用能量守恒：QE机，即系统机械能的损失量等于产生的摩擦热。更深更全面的问题在动量里会再次涉及到1 . “板块”模型研究 如图所示，一速率为 V0的物块冲上一置于光滑水平面上且足够长的木板上.物块质量为板质量M物块与木板间的动摩擦因数试问：物块将停在木板上何处?rL”

2、分析一：利用运动学一般方程研究 由牛顿第二定律，可知对物块(1 mg= ma；对木板mg= Ma设两者共速时所用时间为 t ,则V0 ait =a2t这段时间物块与木板的位移大小分别为11.21.2xi = vot 2aitx2 = 232t两者的位移之差Ax = xiX2mV结合上述方程,可得Ax=27rm 分析二：利用图像 作出物块与木板的运动图像如图所示.由牛顿第二定律，可求得物块与木板的加速度31= (1 g两者t时刻速度相等，则 vo-ait =32t ，i分析可知，图中阴影面积为板、块的相对位移，由几何关系，知Ax = -votmVA x=2人出m 分析三：利用相对运动i以地面为参

3、考系，由牛顿第二定律，可知对物块 (1 mg= ma对木板(1 mg= Ma以木板为参考系，物块的初速度为V0,加速度为一(ai + a。，则2 V0两者相对位移为 A x =2 ai+a22MvA x=2M+ m分析四：能量分析由于物块、木板运动时间相同，可得v_ vo vM _，、一，日，八”一、土人=L可求出取终的共同速度.g mg1 C 1 C 对物块一(1 mgx= 2mv-2mw,即物块动能的减少重.对木板(imgxn2Mv,即木板动能的增加量.上述两方程结合，可得1212m mc(X1-X2).mv 2(M+ m)v1.质量为M的木块静止在光滑的水平面上， 质量为m的子弹以初速v

4、。水平射入初始静止的木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v运动.已知子弹从刚射中木块到子弹相对木块静止时，木块前进距离L,子弹进入木块的深度为 d,若木块与子弹间的动摩擦因数为g求：(1) 子弹克服摩擦力所做的功；(2) 木块增加的动能；(3) 子弹与木块组成系统损失的机械能.【答案】 (1)(1 mg L+d) =2m一gmv (2) M2=mgL(3)mgd= gmd/唐 n)v22. (多选)如图所示，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 物块与小车间的摩擦力为 Ff,经过一段时间小车运动的位移为 x,小物

5、块刚好滑到小车的右端，则下列说法中正确的是 (BD )FFr5-A. 此时小物块的动能为F( x + L)B. 此时小车的动能为FrxC.这一过程中，小物块和小车增加的机械能为Fx-FfLD.这一过程中，因摩擦而产生的热量为FfL3.如图所示，质量为m的长木块A静止于光滑水平面上， 在其水平的上表面左端放一质量为m的滑块B,已知木块长为L,它与滑块之间的动摩擦因数为g现用水平向右的恒力F拉滑块B当长木块A的位移为多少时，B从A的右端滑出?2. )求上述过程中滑块与木块之间产生的内能.Lt mgL【答案】(1)F 2“ma(2)wmgLF 2)! mg54. 如图所示，一个质量为 m= 15 k

6、g的特制柔软小猴模型，从离地面高hi = 6 m的树上自由下落，一辆平板车正沿着下落点正下方所在的平直路面以V0=6 m/s的速度匀速前进.已知模型开始自由下落时，平板车前端恰好运动到距离下落点正下方s = 3 m处，该平板车总长 L=7 m,平板车板面离地面高 h2= 1 m,模型可看作质点， 不计空气阻力.假定模型落到板面后不弹起，在模型落到板面的瞬间，司机刹车使平板车开始以大小为a= 4 m/s 2的加速度做匀减速直线运动，直至停止，g取10 m/s 2,模型下落过程中未与平板车车头接触，模型与平板车板面间的动摩擦因数 = 02求：(1)模型将落在平板车上距车尾端多远处？Q为多少(2)通过计算说明，模型是否会从平板车上滑下？(3)模型在平板车上相对滑动的过程中产生的总热量【答案】(1)4 m (2)不会(3)105 J5. 如图所示，半径 R= 1.0 m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角0 =37 ,另一端点C为轨道的最低点.C点右侧的光滑水平面上紧挨 C点静止放置一木板，木板质量W 1 kg, 上表面与C点等高.质量为 m= 1 kg的物块(可视为质点)从空中A点以V0=1.2 m/s的速度水平抛出，恰好从轨道的 B