高考物理一轮复习 第六章 微专题39 滑块 木板模型问题

滑块 木板模型问题1考点及要求：(1)受力分析()；(2)牛顿运动定律()、功能关系().2.方法与技巧：(1)判断滑块能否与木板同速是解决问题的关键；(2)注意找好位置关系；(3)Qfx相对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f，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fxC这一过程中，小物块和小车增加的机械能为FxfLD这一过程中，因摩擦而产生的热量为fL2如图2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2(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3如图3所示，在倾角为37的足够长的斜面上，有质量为m12 kg的长木板开始时，长木板上有一质量为m21 kg的小铁块(视为质点)以相对地面的初速度v02 m/s从长木板的中点沿长木板向下滑动，同时长木板在沿斜面向上的拉力作用下始终做速度为v1 m/s的匀速运动小铁块最终与长木板一起沿斜面向上做匀速运动已知小铁块与长木板、长木板与斜面间的动摩擦因数均为0.9，重力加速度为g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.试求：图3(1)小铁块在长木板上滑动时的加速度；(2)长木板至少多长；(3)在小铁块从木板中点运动到与木板速度相同的过程中拉力的功率答案解析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(Ff)(xL)Ek1，故选项A错误；小车仅摩擦力做功，由动能定理得fxEk2，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(Ff)(xL)fxF(xL)fL，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QfL，选项D正确2(1)2 s(2)64 J(3)40 J解析(1)铁块与木板间的滑动摩擦力fmg0.4110 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木板位移x2a2t2122 m2 m恒力F对铁块做的功WFx188 J64 J(3)方法一：铁块的动能EkA(Ff)x1(84)8 J32 J木板的动能EkBfx242 J8 J铁块和木板的总动能Ek总EkAEkB32 J8 J40 J.方法二：铁块的速度v1a1t42 m/s8 m/s铁块的动能EkAmv182 J32 J木板的速度v2a2t12 m/s2 m/s木板的动能EkBMv422 J8 J铁块和木板的总动能Ek总EkAEkB32 J8 J40 J3(1)1.2 m/s2，沿斜面向上(2)7.5 m(3)40.8 W解析(1)设小铁块的加速度大小为a，对小铁块受力分析有(取沿斜面向上为正方向)f2m2gsin m2af2N2N2m2gcos 得ag(cos sin )1.2 m/s2，沿斜面向上(2)小铁块先沿斜面向下匀减速至速度为零再沿斜面向上匀加速，最终获稳定速度v，设历时t后小铁块达稳定速度，则v(v0)att2.5 st时间内小铁块位移为x1，木板位移为x2x1，方向沿斜面向下x2vt，方向沿斜面向上x2x1L2(x2x1)7.5 m(3)对木板Ff2f1m1gsin f1N1N1(m1m2)gcos WFx2联立解得：W102 J所以P40.8 W cw