2020年高考物理考点练习6.21 与滑块木板模型相关的功能问题(解析版).doc
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1、2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练第六部分 机械能专题6.21与滑块木板模型相关的功能问题一选择题1.如图所示,光滑水平面上放着足够长的木板B,木板B上放着木块A,A、B接触面粗糙现用一水平拉力F作用在B上,使其由静止开始运动,用f1代表B对A的摩擦力,f2代表A对B的摩擦力,下列说法正确的有()AF做的功一定等于A、B系统动能的增加量 BF做的功一定小于A、B系统动能的增加量Cf1对A做的功等于A动能的增加量 Df2对B做的功等于B动能的增加量【参考答案】C【名师解析】对整体分析可知,F做功转化为转化为两个物体的动能及系统的内能;故F做的功一定大于AB系统动能的增加量;故AB错误
2、;由动能定理可知,f1对A做的功等于A动能的增加量;故C正确;f2对B做负功,由拉力做功的总功等于B动能的增加量;故D错误;2如图甲所示,长木板A放在光滑的水平面上,质量为m2 kg的另一物体B(可视为质点)以水平速度v02 m/s滑上原来静止的长木板A的上表面,由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示,已知当地的重力加速度g10 m/s2.则下列说法正确的是()A木板获得的动能为2 JB系统损失的机械能为2 JC木板A的最短长度为1 mDA、B间的动摩擦因数为0.1【参考答案】BCD【名师解析】由vt图象可知,最终A、B的共同速度v1 m/s.aA1 m/s2,aB1 m
3、/s2.又fmaAMaB,故木板的质量Mm2 kg.木板获得的动能EkAMv2212 J1 J,A错误;系统损失的机械能Emv(Mm)v22 J,B正确由能量守恒flE,l m1 m,C正确又fMgMaB,0.1,D正确3. 如图,木块A放在木板B的左端,A、B间接触面粗糙,用恒力F将木块A拉到木板B的右端第一次将B固定在水平地面上,第二次将B放在光滑水平地面上,则前后两个过程中相同的量是()A物块A运动的加速度 B物块A的运动时间C力F对物块A做的功 D系统产生的摩擦热【参考答案】AD【名师解析】不管木板B是否固定,木块A受到重力、支持力、拉力F和滑动摩擦力f,根据牛顿第二定律有F-f=ma
4、,因f=mg,可解得a=F/m-g,因此两种情况下的加速度相同,故选项A正确当木板固定时由L=at12,解得t=。当木板放在光滑的水平地面上时,由于A对B摩擦力作用,木板B将向右加速滑动,此时木块A滑动B右端时,A对地面的位移x=L+s,其中s是木板发生的位移,由x=at22,解得t2=。故两种情况下木块A的运动时间不同选项B错误。根据W=Fx知,由于两种情况下木块A位移不同,故做的功不同,选项C错误根据“摩擦生热”公式Q=fL可知,两种情况下滑动摩擦力f相同,相对位移相同,所以系统产生的热量相同,故D正确二计算题1. (2018青岛模拟)如图所示,倾角=30的足够长的光滑斜面底端A固定有挡板
5、P,斜面上B点与A点的高度差为h,将质量为m,长度为L的木板置于斜面底端,质量也为m的小物块静止在木板上某处,整个系统处于静止状态。已知木板与物块间的动摩擦因数=,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。(1)若给木板和物块一沿斜面向上的初速度v0,木板上端恰能到达B点,求v0大小。(2)若对木板施加一沿斜面向上的拉力F0,物块相对木板刚好静止,求拉力F0的大小;(3)若对木板施加沿斜面向上的拉力F=2mg,作用一段时间后撤去拉力,木板下端恰好能到达B点,物块始终未脱离木板,求拉力F做的功W。【名师解析】(1)对小物块和长木板组成的整体,由机械能守恒定律得: 2m v02=2mg(h-L
6、sin)解得:v0=(2)由牛顿第二定律得:对木板与物块整体:F-2mgsin=2ma0对物块:mgcos-mgsin=ma0解得:F0=mg(3)设经拉力F的最短时间为t1,再经时间t2物块与木板达到共速,再经时间t3木板下端到达B点,速度恰好减为零,由牛顿第二定律得:对木板:F-mgsin-mgcos=ma1mgsin+mgcos=ma3对物块:mgcos-mgsin=ma2对木板与物块整体:2mgsin=2ma4另有:a1t1-a3t2=a2(t1+t2)a2(t1+t2)=a4t3a1 t12+a1t1t2-a3 t22+a4 t32=h/sinW=Fa1 t12解得:W=2.25mg
7、h2.如图所示,AB为半径R=0.8 m的光滑圆弧轨道,下端B恰与小车右端平滑对接。小车质量M=3 kg,车长L=2.06 m,车上表面距地面的高度h=0.2 m。现有一质量m=1 kg的小滑块(可看成质点),由轨道顶端无初速释放,滑到B端后冲上小车。已知地面光滑,滑块与小车上表面间的动摩擦因数=0.3,当车运行了1.5 s时,车被地面装置锁定,g取10 m/s2。求:(1)滑块到达B端时,轨道对它支持力的大小。(2)车被锁定时,车右端距轨道B端的距离。(3)滑块落地点离车左端的水平距离。【名师解析】(1)设滑块到达B端时速度为v,由机械能守恒定律得:mgR=mv2由牛顿第二定律得:FN-mg
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