Question

5．如圖所示，質(zhì)量M=2kg、長(zhǎng)L=2m的長(zhǎng)木板靜止放置在光滑水平面上，在其左端放置一質(zhì)量m=1kg的小木塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）．先相對(duì)靜止，然后用一水平向右、F=4N的力作用在小木塊上，經(jīng)過(guò)時(shí)間t=2s，小木塊從長(zhǎng)木板另一端滑出，取g=10m/s²，則（　�。�

• A． 小木塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1
• B． 在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由于摩擦產(chǎn)生的熱量為8J
• C． 小木塊脫離長(zhǎng)木板的瞬間，拉力F的功率為16W
• D． 長(zhǎng)木板在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中獲得的機(jī)械能為16J

Answer 1

分析 根據(jù)牛頓第二定律分別表示木塊和木板的加速度，結(jié)合位移時(shí)間公式求出木塊與木板的動(dòng)摩擦因數(shù)和加速度，根據(jù)拉力的大小和木塊的速度求出拉力的功率，根據(jù)動(dòng)能定理求出摩擦力對(duì)長(zhǎng)木板做功的大小即機(jī)械能增加量．

解答 解：A、小木塊的加速度為：a₁=$\frac{F-μmg}{m}$，
木板的加速度為：a₂=$\frac{μmg}{M}$，
脫離時(shí)小木塊的位移為：x₁=$\frac{1}{2}$a₁t²
木板的位移為：x₂=$\frac{1}{2}$a₂t²，
則由L=x₁-x₂
結(jié)合以上式子知小木塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，故A錯(cuò)誤；
B、整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由于摩擦產(chǎn)生的熱量為Q=μmgL=0.2×10×2=4J
C、小木塊脫離長(zhǎng)木板的瞬間v₁=a₁t=2×2=4m/s，功率為：P=Fv₁=4×4W=16W，v₁=a₁t，故C正確
D、長(zhǎng)木板在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中獲得的機(jī)械能為E=$\frac{1}{2}m{v}_{2}^{2}$=$\frac{1}{2}M（{a}_{2}t）^{2}$，結(jié)合A項(xiàng)知E=4J，故D錯(cuò)誤；
故選：C

點(diǎn)評(píng) 本題考查牛頓第二定律、功、功率等內(nèi)容，通過(guò)木板-滑塊模型考查學(xué)生運(yùn)用力學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，難度中等．