第43讲“滑块——木板”模型中的能量转化问题
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1
A.此时小物块的动能为F(x+L)
B.此时小车的动能为fx
C.这一过程中,小物块和小车增加的机械能为Fx-fL
D.这一过程中,因摩擦而产生的热量为fL
2.(多选)(2018·山东济宁模拟)如图2所示,长为L、质量为M的木板静置在光滑的水平面上,在木板上放置一质量为m的物块,物块与木板之间的动摩擦因数为μ.物块以v0从木板的左端向右滑动,若木板固定不动时,物块恰好能从木板的右端滑下.若木板不固定时,下列叙述正确的是( )
图2
A.物块不能从木板的右端滑下
B.对系统来说产生的热量Q=μmgL
C.经过t=物块与木板便保持相对静止
D.摩擦力对木板所做的功等于物块克服摩擦力所做的功
3.(多选)水平地面上固定一倾角为θ=37°的足够长的光滑斜面,如图3所示,斜面上放一质量为mA=2.0kg、长l=3m的薄板A.质量为mB=1.0kg的滑块B(可视为质点)位于薄板A的最下端,B与A之间的动摩擦因数μ=0.5.开始时用外力使A、B静止在斜面上,某时刻给滑块B一个沿斜面向上的初速度v0=5m/s,同时撤去外力,已知重力加速度g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.下列说法正确的是( )
图3
A.在滑块B向上滑行的过程中,A、B的加速度大小之比为3∶5
B.从A、B开始运动到A、B相对静止的过程所经历的时间为0.5s
C.从A、B开始运动到A、B相对静止的过程中滑块B克服摩擦力所做的功为J
D.从A、B开始运动到A、B相对静止的过程中因摩擦产生的热量为J
4.(2018·河北邢台质检)如图4所示,质量为M=4kg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m=1kg,大小可以忽略的铁块,铁块与木板之间的动摩擦因数μ=0.4,在铁块上加一个水平向左的恒力F=8N,铁块在长L=6m的木板上滑动.取g=10m/s2.求:
图4
(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.