专题07 动量与能量分析之“板-块模型”-2020高考物理力学难点解析之动量与能量

《2020高考物理力学难点解析之动量与能量》 专题07 动量与能量分析之“板-块模型” 【方法总结】 “滑块—木板”模型的特点和处理方法总结： 1. 当滑块和木板的速度相等时木板的速度最大，两者的相对位移取得极值。 2. 系统的动量守恒，但系统的机械能不守恒，滑动摩擦力与两者相对位移的乘积等于系统机械能的减少量或损失量，即： （ 为初状态系统机械能， 为末状态系统机械能），当两者的速度相等时，系统机械能损失最大。 3. 解决该类问题，既可以从动量、能量两方面解题，也可以从力和运动的角度借助图象求解。 【精选试题解析】 1. 如图所示，方盒A静止在光滑的水平面上，盒内有一小滑块B，盒的质量是滑块的2倍，滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为μ.若滑块以速度v开始向左运动，与盒的左、右壁发生无机械能损失的碰撞，滑块在盒中来回运动多次，最终相对于盒静止，则此时盒的速度大小为________，滑块相对于盒运动的路程为________． 2. （多选）如图甲所示,长木板A放在光滑的水平面上,质量为m=4 kg的小物体B以水平速度v=2 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,g取10 m/s2,则下列说法正确的是(　　) A.木板A获得的动能为2 J B.系统损失的机械能为2 J C.木板A的最小长度为2 m D.A、B间的动摩擦因数为0.1 3. (2019哈尔滨三中模拟)(多选)如图所示，足够长的木板Q放在光滑水平面上，在其左端有一可视为质点的物块P，P、Q间接触面粗糙。现给P向右的速率vP，给Q向左的速率vQ，取向右为速度的正方向，不计空气阻力，则运动过程P、Q速度随时间变化的图象可能正确的是(　　) A　　　　B　　　　　　C　　　　　　D 4. (多选)如图所示，光滑水平面上静置一质量为m、长为L的长木板B，木板上表面各处粗糙程度相同，一质量为m的小物块A(可视为质点)从左端以速度冲上木板，当v＝v0时，小物块A历时t0恰好运动到木板右端与木板共速。此过程中A、B系统生热为Q，则( ) A．若v＝ v0，A、B系统生热为 B．若v＝t0v0，A、B相对运动时间为 C．若v＝v0，B经历t0时间的位移为L D．若v＝2v0，A经历t0到达木板右端 5. 如图所示，水平地面上静止放置一辆小车A，质量mA＝4 kg，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力较小，可以忽略不计，可视为质点的物块B置于A的最右端，B的质量mB＝2 kg.现对A施加一个水平向右的恒力F＝10 N，A运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下继续运动，碰撞后经时间t＝0.6 s，二者的速度达到v1＝2 m/s.求 (1)A开始运动时加速度a的大小； (2)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小； (3)A的上表面长度l. 6. 如图甲所示，质量为M＝3.0 kg的平板小车C静止在光滑的水平面上，在t＝0时，两个质量均为1.0 kg的小物体A和B同时从左右两端水平冲上小车，1.0 s内它们的v－t图象如图乙所示，g取10 m/s2. (1)小车在第1.0 s内所受的合力为多大？ (2)要使A、B在整个运动过程中不会相碰，车的长度至少为多少？ (3)假设A、B两物体在运动过程中不会相碰，试在图乙中画出A、B在1.0～3.0 s时间内的v－t图象． 7. 如图所示，在光滑水平面上有一块长为L的木板B，其上表面粗糙．在其左端有一个光滑的的速度滑离B，恰好能到达C的最高点．A、B、C的质量均为m，求：圆弧槽C与长木板接触但不连接，圆弧槽的下端与木板的上表面相平，B、C静止在水平面上．现有很小的滑块A以初速度v0从右端滑上B并以 (1)滑块A与木板B上表面间的动摩擦因数μ； (2) 圆弧槽C的半径R. 8. 如图，质量为6m、长为L的薄木板AB放在光滑的平台上，木板B端与台面右边缘平齐。B端上放有质量为3m且可视为质点的滑块C，C与木板之间的动摩擦因数为μ＝，质量为m的小球用长为L的细绳悬挂在平台右边缘正上方的O点，细绳竖直时小球恰好与C接触。现将小球向右拉至细绳水平并由静止释放，小球运动到最低点时细绳恰好断裂，小球与C碰撞后反弹速率为碰前的一半。 (1)求细绳能够承受的最大拉力； (2)若要使小球落在释放点的正下方P点，平台高度应为多大； (3)通过计算判断C能否从木板上掉下来。 9. 如图所示，一辆质量为M＝6 kg的平板小车停靠在墙角处，地面水平且光滑，墙与地面垂直。一质量为m＝2 kg 的小铁块(可视为质点)放在平板小车最右端，平板小车上表面水平且与小铁块之间的动摩擦因数μ＝0.45，平板小车的长L＝1 m。现给小铁块一个v0＝5 m/s 的初速度使