《高考物理一輪復習 第六章 微專題39 滑塊 木板模型問題》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考物理一輪復習 第六章 微專題39 滑塊 木板模型問題（3頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

滑塊 木板模型問題 1．考點及要求：(1)受力分析(Ⅱ)；(2)牛頓運動定律(Ⅱ)、功能關系(Ⅱ).2.方法與技巧：(1)判斷滑塊能否與木板同速是解決問題的關鍵；(2)注意找好位置關系；(3)Q＝fx相對． 1. (多選)如圖1所示，質(zhì)量為M、長度為L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f，經(jīng)過一段時間小車運動的位移為x，小物塊剛好滑到小車的右端，則下列說法中正確的是(　　) 圖1 A．此時小物塊的動能為F(x＋L) B．此時小車的動能為fx C．這一過程中，小物塊和小車增加的機械能為Fx－fL D．這一過程中，因摩擦而產(chǎn)生的熱量為fL 2．如圖2所示，質(zhì)量為M＝4 kg的木板靜止在光滑的水平面上，在木板的右端放置一個質(zhì)量為m＝1 kg，大小可以忽略的鐵塊，鐵塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.4，在鐵塊上加一個水平向左的恒力F＝8 N，鐵塊在長L＝6 m的木板上滑動．取g＝10 m/s2.求： 圖2 (1)經(jīng)過多長時間鐵塊運動到木板的左端； (2)在鐵塊到達木板左端的過程中，恒力F對鐵塊所做的功； (3)在鐵塊到達木板左端時，鐵塊和木板的總動能． 3．如圖3所示，在傾角為θ＝37的足夠長的斜面上，有質(zhì)量為m1＝2 kg的長木板．開始時，長木板上有一質(zhì)量為m2＝1 kg的小鐵塊(視為質(zhì)點)以相對地面的初速度v0＝2 m/s從長木板的中點沿長木板向下滑動，同時長木板在沿斜面向上的拉力作用下始終做速度為v＝1 m/s的勻速運動．小鐵塊最終與長木板一起沿斜面向上做勻速運動．已知小鐵塊與長木板、長木板與斜面間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.9，重力加速度為g＝10 m/s2，sin 37＝0.6，cos 37＝0.8.試求： 圖3 (1)小鐵塊在長木板上滑動時的加速度； (2)長木板至少多長； (3)在小鐵塊從木板中點運動到與木板速度相同的過程中拉力的功率． 答案解析 1．BD　[小物塊運動的位移為x＋L，拉力和摩擦力做功，由動能定理得(F－f)(x＋L)＝Ek1，故選項A錯誤；小車僅摩擦力做功，由動能定理得fx＝Ek2，選項B正確；小物塊和小車組成的系統(tǒng)的機械能增加量為非重力做功，即(F－f)(x＋L)＋fx＝F(x＋L)－fL，選項C錯誤；因摩擦而產(chǎn)生的熱量為摩擦力與相對路程之積，即Q＝fL，選項D正確．] 2．(1)2 s　(2)64 J　(3)40 J 解析　(1)鐵塊與木板間的滑動摩擦力 f＝μmg＝0.4110 N＝4 N 鐵塊的加速度a1＝＝ m/s2＝4 m/s2 木板的加速度a2＝＝ m/s2＝1 m/s2 鐵塊滑到木板左端的時間為t，則a1t2－a2t2＝L 代入數(shù)據(jù)解得t＝2 s (2)鐵塊位移x1＝a1t2＝422 m＝8 m 木板位移x2＝a2t2＝122 m＝2 m 恒力F對鐵塊做的功W＝Fx1＝88 J＝64 J (3)方法一：鐵塊的動能 EkA＝(F－f)x1＝(8－4)8 J＝32 J 木板的動能EkB＝fx2＝42 J＝8 J 鐵塊和木板的總動能 Ek總＝EkA＋EkB＝32 J＋8 J＝40 J. 方法二：鐵塊的速度v1＝a1t＝42 m/s＝8 m/s 鐵塊的動能EkA＝mv＝182 J＝32 J 木板的速度v2＝a2t＝12 m/s＝2 m/s 木板的動能EkB＝Mv＝422 J＝8 J 鐵塊和木板的總動能Ek總＝EkA＋EkB＝32 J＋8 J＝40 J 3．(1)1.2 m/s2，沿斜面向上　(2)7.5 m (3)40.8 W 解析　(1)設小鐵塊的加速度大小為a，對小鐵塊受力分析有(取沿斜面向上為正方向) f2－m2gsin θ＝m2a f2＝μN2 N2＝m2gcos θ 得a＝g(μcos θ－sin θ)＝1.2 m/s2，沿斜面向上 (2)小鐵塊先沿斜面向下勻減速至速度為零再沿斜面向上勻加速，最終獲穩(wěn)定速度v，設歷時t后小鐵塊達穩(wěn)定速度，則 v－(－v0)＝at t＝＝2.5 s t時間內(nèi)小鐵塊位移為x1，木板位移為x2 x1＝，方向沿斜面向下 x2＝vt，方向沿斜面向上 ≥x2＋x1 L≥2(x2＋x1)＝7.5 m (3)對木板 F＝f2＋f1＋m1gsin θ f1＝μN1 N1＝(m1＋m2)gcos θ W＝Fx2 聯(lián)立解得：W＝102 J 所以P＝＝40.8 W cw