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高考|高考物理必备—高考物理备考微专题精准突破专题3.7“板块”模型中的能量转化问题(解析版)


按关键词阅读: 必备 物理 高考 突破 精准 专题 备考

1、2020年高考物理备考微专题精准突破专题3.7 “板块”模型中的能量转化问题【专题诠释】板块中摩擦力做功与能量转化1静摩擦力做功(1)静摩擦力可以做正功 , 也可以做负功 , 还可以不做功(2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零(3)静摩擦力做功时 , 只有机械能的相互转移 , 不会转化为内能2滑动摩擦力做功的特点(1)滑动摩擦力可以做正功 , 也可以做负功 , 还可以不做功(2)相互间存在滑动摩擦力的系统内 , 一对滑动摩擦力做功将产生两种可能效果:机械能全部转化为内能;有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移 , 另外一部分转化为内能(3)摩擦生热的计算:QFfx相对其中x相对为相互摩擦的两个物体间的相对路程从功的角 。

2、度看 , 一对滑动摩擦力对系统做的总功等于系统内能的增加量;从能量的角度看 , 其他形式能量的减少量等于系统内能的增加量【最新考向解码】【例1】(2019云南二模)如图所示 , 木块静止在光滑水平面上 , 两颗不同的子弹A、B从木块两侧同时射入木块 , 最终都停在木块内 , 这一过程中木块始终保持静止 。
若子弹A射入的深度大于子弹B射入的深度 , 则()A子弹A的质量一定比子弹B的质量大B入射过程中子弹A受到的阻力比子弹B受到的阻力大C子弹A在木块中运动的时间比子弹B在木块中运动的时间长D子弹A射入木块时的初动能一定比子弹B射入木块时的初动能大【答案】D【解析】由于木块始终保持静止状态 , 则两子弹对木块的推力大小相等 , 即两子 。

3、弹所受的阻力大小相等 , 设为f , 根据动能定理得 , 对子弹A:fdA0EkA , 得EkAfdA;对子弹B:fdB0EkB , 得EkBfdB , 由于dAdB , 则有子弹入射时的初动能EkAEkB , 故B错误 , D正确 。
两子弹和木块组成的系统动量守恒 , 则有 , 而EkAEkB , 则mAmB , 故A错误 。
子弹A、B从木块两侧同时射入木块 , 木块始终保持静止 , 分析得知 , 两子弹在木块中运动的时间必定相等 , 否则木块就会运动 , 故C错误 。
【例2】(2019银川一模)如图所示 , 一质量为m1.5 kg的滑块从倾角为37的斜面上自静止开始下滑 , 滑行距离s10 m后进入半径为R9 m的光滑圆弧AB , 其圆心角为 , 然后水平滑上与平台等高的小车已知小 。

4、车质量为M3.5 kg , 滑块与斜面及小车表面的动摩擦因数0.35 , 地面光滑且小车足够长 , g取10 m/s2.(sin 370.6 , cos 370.8)求:(1)滑块在斜面上的滑行时间t1;(2)滑块脱离圆弧末端B点前 , 轨道对滑块的支持力大小;(3)当小车开始匀速运动时 , 滑块在车上滑行的距离s1.【答案】(1)2.5 s(2)31.7 N(3)10 m【解析】(1)设滑块在斜面上滑行的加速度为a , 由牛顿第二定律 , 有mgsin mgcos ma , 又sat联立以上两式 , 代入数据解得t12.5 s.(2)滑块在圆弧AB上运动过程 , 由机械能守恒定律 , 有mvmgR(1cos )mv , 其中vAat1由牛顿第 。

5、二定律 , 有FBmgm联立以上各式 , 代入数据解得轨道对滑块的支持力FB31.7 N.(3)滑块在小车上滑行时的加速度:a1g3.5 m/s2小车的加速度:a21.5 m/s2小车与滑块达到共同速度时小车开始匀速运动 , 满足vBa1t2a2t2由(2)可知滑块刚滑上小车的速度vB10 m/s , 最终同速时的速度vvBa1t23 m/s由功能关系可得:mgs1mv(mM)v2解得:s110 m.【技巧方法】“滑板”、“子弹打木块”模型能量分析的核心问题为物体间摩擦热的计算 , 一般而言有两种方式:(1)依据QFfx相对 , 找出摩擦力与相对路程大小即可 。
要注意的问题是公式中的x相对并不是指的是相对位移大小 。
特别 。

【高考|高考物理必备—高考物理备考微专题精准突破专题3.7“板块”模型中的能量转化问题(解析版)】6、是相对往返运动中 , x相对为多过程相对位移大小之和 。
(2)运用能量守恒: , 即系统机械能的损失量等于产生的摩擦热 。
更深更全面的问题在动量里会再次涉及到【微专题精练】1.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(可看成质点)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 , 则下列说法正确的是(g取10 m/s2)()A木板获得的动能为2 J B系统损失的机械能为4 JC木板A的最小长度为2 m DA、B间的动摩擦因数为0.1【答案】D【解析】由图象可知 , A、B的加速度大小都为1 m/s2 , 根据牛顿第二定律知 。

7、二者质量相等 , 木板获得的动能为1 J , 选项A错误;系统损失的机械能Emv2mv22 J , 选项B错误;由v t图象可求出二者相对位移为1 m , 所以C错误;分析B的受力 , 根据牛顿第二定律 , 可求出0.1 , 选项D正确2.(2019山师大附中一模)如图所示 , 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 , 现用一水平恒力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()A此时物块的动能为F(xL) B此时小车的动能为fxC这一过程中 , 物块和小车增加的机械能为FxfL D这一过程中 , 因摩擦而产生 。


来源:(未知)

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