高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 微專題39 滑塊 木板模型問題
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滑塊 木板模型問題1考點(diǎn)及要求:(1)受力分析();(2)牛頓運(yùn)動定律()、功能關(guān)系().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(guān)鍵;(2)注意找好位置關(guān)系;(3)Qfx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(shí)間小車運(yùn)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1A此時(shí)小物塊的動能為F(xL)B此時(shí)小車的動能為fxC這一過程中,小物塊和小車增加的機(jī)械能為FxfLD這一過程中,因摩擦而產(chǎn)生的熱量為fL2如圖2所示,質(zhì)量為M4 kg的木板靜止在光滑的水平面上,在木板的右端放置一個(gè)質(zhì)量為m1 kg,大小可以忽略的鐵塊,鐵塊與木板之間的動摩擦因數(shù)0.4,在鐵塊上加一個(gè)水平向左的恒力F8 N,鐵塊在長L6 m的木板上滑動取g10 m/s2.求:圖2(1)經(jīng)過多長時(shí)間鐵塊運(yùn)動到木板的左端;(2)在鐵塊到達(dá)木板左端的過程中,恒力F對鐵塊所做的功;(3)在鐵塊到達(dá)木板左端時(shí),鐵塊和木板的總動能3如圖3所示,在傾角為37的足夠長的斜面上,有質(zhì)量為m12 kg的長木板開始時(shí),長木板上有一質(zhì)量為m21 kg的小鐵塊(視為質(zhì)點(diǎn))以相對地面的初速度v02 m/s從長木板的中點(diǎn)沿長木板向下滑動,同時(shí)長木板在沿斜面向上的拉力作用下始終做速度為v1 m/s的勻速運(yùn)動小鐵塊最終與長木板一起沿斜面向上做勻速運(yùn)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0.9,重力加速度為g10 m/s2,sin 370.6,cos 370.8.試求:圖3(1)小鐵塊在長木板上滑動時(shí)的加速度;(2)長木板至少多長;(3)在小鐵塊從木板中點(diǎn)運(yùn)動到與木板速度相同的過程中拉力的功率答案解析1BD小物塊運(yùn)動的位移為xL,拉力和摩擦力做功,由動能定理得(Ff)(xL)Ek1,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;小車僅摩擦力做功,由動能定理得fxEk2,選項(xiàng)B正確;小物塊和小車組成的系統(tǒng)的機(jī)械能增加量為非重力做功,即(Ff)(xL)fxF(xL)fL,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;因摩擦而產(chǎn)生的熱量為摩擦力與相對路程之積,即QfL,選項(xiàng)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fmg0.4110 N4 N鐵塊的加速度a1 m/s24 m/s2木板的加速度a2 m/s21 m/s2鐵塊滑到木板左端的時(shí)間為t,則a1t2a2t2L代入數(shù)據(jù)解得t2 s(2)鐵塊位移x1a1t2422 m8 m木板位移x2a2t2122 m2 m恒力F對鐵塊做的功WFx188 J64 J(3)方法一:鐵塊的動能EkA(Ff)x1(84)8 J32 J木板的動能EkBfx242 J8 J鐵塊和木板的總動能Ek總EkAEkB32 J8 J40 J.方法二:鐵塊的速度v1a1t42 m/s8 m/s鐵塊的動能EkAmv182 J32 J木板的速度v2a2t12 m/s2 m/s木板的動能EkBMv422 J8 J鐵塊和木板的總動能Ek總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)設(shè)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)f2m2gsin m2af2N2N2m2gcos 得ag(cos sin )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(shè)歷時(shí)t后小鐵塊達(dá)穩(wěn)定速度,則v(v0)att2.5 st時(shí)間內(nèi)小鐵塊位移為x1,木板位移為x2x1,方向沿斜面向下x2vt,方向沿斜面向上x2x1L2(x2x1)7.5 m(3)對木板Ff2f1m1gsin f1N1N1(m1m2)gcos WFx2聯(lián)立解得:W102 J所以P40.8 W cw- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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