小专题8.10 板块系统中的能量问题-新教材试题情景分组训练网丨2019-2020年高中物理小微专题精准讲义（人教必修第二册）

第八章 机械能守恒定律 小专题10　板块系统中的能量问题 【知识清单】 1.水平面上不受其它施加外力的板块 （1）物块与木板发生相对滑动时，物块所受合外力只有木板施加的摩擦力，在木板与物块达到共速时此摩擦力发生突变 （2）地面光滑时木板所受合力只有物块施加的摩擦力，物块与木板达到共速后一起匀速运动；地面粗糙时木板在地面及物块施加的摩擦力共同作用下运动，达到共速时能否一起减速运动取决于两动摩擦因数的大小关系 （3）物块能否滑离木板的临界状态是在物块运动到木板边缘时恰好共速且能保持相对静止 （4）此情景中只涉及两种形式的能量：动能与内能，系统总动能与产生的内能之和守恒 （5）注意计算做功时采用对地位移，计算摩擦生热时采用的是相对路程；注意 对应于同一接触面；每个发生相对运动的接触面间均摩擦生热 2.水平面上受到施加其它外力的板块 （1）接触面间静摩擦力达到最大静摩擦力是该接触面间出现相对滑动的临界状态 （2）物块能否从板上脱落的临界状态是物块到达板的边缘时二者达到共速且不再发生相对运动 （3）从能量角度来看，由于有施加的其它外力做功，能量不仅仅是在系统动能与内能之间转化。由动能定理列方程时，仍需注意对地位移、相对位移的应用环境 3.斜面上的板块 斜面上板块系统中，仍从受力分析结合初速度确定板块的运动状态，从最大静摩擦力判定是否有相对滑动出现，共速仍是摩擦力突变的转折点。但从能量角度分析时除了动能、内能外还需再考虑重力势能的变化，存在其它外加作用力时再考虑其它形式的能量。 【考点题组】 【题组一】水平面上不受其它施加外力的板块 1. 如图所示，一足够长的木板在光滑水平面上以速度v向右匀速运动，现将质量为m的物体竖直向下轻轻地放置在木板上的右端，已知物体和木板之间的动摩擦因数为μ。为保持木板的速度不变，须对木板施一水平向右的作用力F。从物体放到木板上到它相对木板静止的过程中，木块与物体组成的系统产生的内能为 A. C．mv2 D．2mv2 B. 2.长木板A放在光滑的水平面上,质量为m=2kg的另一物体B以水平速度v0=2m/s滑上原来静止的长木板A的表面,由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化情况如图所示,则下列说法正确的是 A.木板获得的动能为2J B.系统损失的机械能为2J C.木板A的最小长度为1m D. A、B间的动摩擦因数为0.1 3.如图所示，在光滑的水平面上有一个质量为M的木板B处于静止状态，现有一个质量为m的木块A在B的左端以初速度V0开始向右滑动，已知M>m，用①和②分别表示木块A和木板B的图像，在木块A从B的左端滑到右端的过程中，下面关于速度v随时间t、动能EK随位移S的变化图像，其中可能正确的是（ ） 4.如图所示，一质量M=0.2kg的长木板静止在光滑的水平地面上，另一质量m=0.2kg的小滑块，以V0=1.2m/s的速度从长木板的左端滑上长木板。已知小滑块与长木板间的动摩擦因数μ1=0.4， g=10m/s2, 问： （1）经过多少时间小滑块与长木板速度相等？ （2）从小滑块滑上长木板，到小滑块与长木板相对静止，小滑块运动的距离为多少？（滑块始终没有滑离长木板） （3）整个过程中产生的热量为多少？ 5.长为1.5m的长木板B静止放在水平冰面上，小物块A以某一初速度从木板B的左端滑上长木板B，直到A、B的速度达到相同，此时A、B的速度为0.4m/s，然后A、B又一起在水平冰面上滑行了8.0cm后停下．若小物块A可视为质点，它与长木板B的质量相同都为2kg，A、B间的动摩擦因数μ1=0.25．求：（取g=10m/s2） （1）木块与冰面的动摩擦因数μ2． （2）全过程产生的总热量Q. 【题组二】水平面上受到施加其它外力的板块 1.如图所示，质量为M、长度为的小车静止在光滑的水平面上。质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动。物块和小车之间的摩擦力为。物块滑到小车最右端时，小车运动的距离为s。在这个过程中，下列说法正确的是 A．物块到达小车最右端时具有的动能为 B．物块到达小车最右端时，小车具有的动能为 C．物块克服摩擦力所做的功为 D．物块和小车增加的机械能为 2.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.下列说法正确的是 A.力F做的功一定等于A、B系统动能的增加量 B.力F做的功一定小于A、B系统动能的增加量 C.力f1对A做的功等于A动能的增加量 D.力F、f2对B做的功之和等于B动能和增加量 3.如图所示，质量为M、长为