《滑动摩擦力做功对系统机械能的影响》滑动摩擦力做功对系统机械能的影响 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《滑动摩擦力做功对系统机械能的影响》滑动摩擦力做功对系统机械能的影响

1多选题

(多选)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(可视为质点)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，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f，经过一段时间，小车运动的位移为s，此时物块刚好被拉到小车的最右端．则下列说法正确的是(　　)

A
此时物块的动能为(F-f)L
B
此时小车的动能为fs
C
这一过程中，物块和小车增加的机械能为Fs
D
这一过程中，物块和小车因摩擦产生的热量为fL

题目答案

BD

答案解析

分析：

根据动能定理：合力做功等于物体动能的变化，求解物块的动能．根据功能关系分析得知，物块和小车增加的机械能为F(s+L)-fL．系统产生的内能等于系统克服滑动摩擦力做功．

解答：

解：

A、根据动能定理得，(F-f)(s+L)=$\frac {1}{2}$mv_-0．则物块的动能为E_k=(F-f)(s+L)．故A错误．

B、根据动能定理得，小车的动能为fs，故B正确．

C、由功能关系得知，物块和小车增加的机械能为F(s+L)-fL．故C错误．

D、系统产生的内能等于系统克服滑动摩擦力做功fL．故D正确．

故选BD

点评：

本题考查对功与能的关系的理解能力，要抓住动能定理中的力是指物体所受的合力．

纠错重做

2单选题

如图所示，木块A放在木块B的左端上方，用水平恒力F将A拉到B的右端，第一次将B固定在地面上，F做功W$_1$，生热Q$_1$；第二次让B在光滑水平面可自由滑动，F做功W$_2$，生热Q$_2$，则下列关系中正确的是(　　)

A
W$_1$＜W$_2$，Q$_1$=Q$_2$
B
W$_1$=W$_2$，Q$_1$=Q$_2$
C
W$_1$＜W$_2$，Q$_1$＜Q$_2$
D
W$_1$=W$_2$，Q$_1$＜Q$_2$

题目答案

A

答案解析

分析：

正确解答本题的关键是理解功的定义以及如何求相互作用的系统产生的热量，根据W=Fscosθ，比较克服摩擦力所做的功，摩擦产生的热量Q=fs_相对，通过比较相对位移比较摩擦产生的热量．

解答：

解：木块从木板左端滑到右端克服摩擦力所做的功W=fs，因为木板不固定时木块的位移要比固定时长，所以W$_1$＜W$_2$，；

摩擦产生的热量Q=fs_相对，两次都从木板左端滑到右端，相对位移相等，所以Q$_1$=Q$_2$．

故选：A．

点评：

解决本题的关键掌握摩擦力做功的求法，以及知道摩擦产生的热量Q=fs_相对，明确摩擦力做功和产生热量的不同．

纠错重做

3单选题

一木块静止于光滑水平面上，一子弹以初速度v_0水平击中木块并穿出，此过程中它们之间的相互作用力恒为F_f，则在此过程中系统内能的增加量在数值上等于（　　）

A
子弹克服作用力F_f做的功
B
作用力F_f对木块做的功
C
作用力F_f对子弹与对木块做功之和的绝对值
D
子弹克服作用力F_f做的功与作用力F_f对木块做的功之和

题目答案

C

答案解析

分析：

根据动能定理知，子弹克服作用力做功等于子弹动能的减小量，作用力对木块做功等于木块动能的增加量，系统产生的内能等于子弹动能的减小量与木块动能的增加量之差．

解答：

解：AB、由动能定理知，该过程中，子弹克服作用力以做的功等于子弹动能的减少，作用力以对木块做的功等于木块动能的增加，故A、B错误．

CD、由能量转化与守恒定律知，子弹减少的动能转化为木块的动能和系统的内能，所以系统的内能等于子弹减小的动能减去木块增加的动能，在数值上等于作用力F_f对子弹与对木块做功之和的绝对值．故C正确，D错误．

故选：C．

点评：

解决本题的关键掌握动能定理的基本运用，知道合力对谁做功等于谁的动能变化量．

纠错重做

4多选题

(多选)一物块静置于光滑水平面上，一颗子弹沿水平方向飞来射入木块中．当子弹进入木块的深度达到最大值2.0cm时．木块沿水平面恰好移动距离1.0cm，在上述过程中（　　）

A
系统损失的机械能与子弹损失的动能之比为2：3
B
系统损失的机械能与子弹损失的动能之比为1：2
C
子弹损失的动能与木块增加的动能之比为2：1
D
子弹损失的动能与木块增加的动能之比为3：1

题目答案

AD

答案解析

分析：

子弹受到摩擦是阻力，而木块所受到摩擦是动力，两者摩擦力f大小相等，可认为是恒力．但二者的位移大小不同，做功不同．运用动能定理分别研究子弹和木块，求出各自的动能变化．

解答：

解：由题可知，木块的位移是x$_2$=1.0cm；子弹的位移：x$_1$=x$_2$+d=3.0cm

A、系统损失的机械能与子弹损失的动能之比等于：f•d：fx$_1$=2：3，故A正确，B错误；

C、子弹损失的动能与木块增加的动能之比等于：f•x$_1$：f•x$_2$=3：1，故C错误，D正确；

故选：AD

点评：

考查子弹打木块模型，同时功是能量转化的量度，能量转化的多少可以用功来量度，掌握住功和能的关系就可以分析得出结论．

纠错重做

5单选题

如图所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动．在移动过程中下列说法正确的是(　　)

A
F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和
B
F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和
C
木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力势能与增加的动能之和
D
F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和

题目答案

A

答案解析

分析：

本题的关键是明确功与能量转化的关系：拉力F做的功等于木箱增加的机械能(即增加的动能与增加的重力势能和)和系统产生的内能(等于木箱克服摩擦力做的功)的和；物体克服重力做多少功，物体的重力势能就增加多少

解答：

解：A：根据功和能量转化的关系可知，F对木箱做的功应等于木箱增加的动能、木箱克服摩擦力做的功以及木箱增加的重力势能的总和，所以A正确，B错误；

C：根据重力做功与重力势能变化的关系可知，木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能，所以C错误；

D：根据选项A的分析可知，F对木箱做的功应等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和，所以D错误．

故选：A

点评：

功能关系及动能定理等内容可以帮助我们更加快捷地解出题目，故在学习中一定要学会分析题目中的能量关系，并能灵活准确地应用动能定理及功能关系，知道物体克服重力做多少功，物体的重力势能就增加多少，

纠错重做

6单选题

如图所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动，在移动过程中，下列说法正确的是(　　)

A
F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和
B
F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和
C
木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能
D
F对木箱做的功大于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和

题目答案

C

答案解析

分析：

本题的关键是明确功与能量转化的关系：拉力F做的功等于木箱增加的机械能(即增加的动能与增加的重力势能和)和系统产生的内能(等于木箱克服摩擦力做的功)的和；物体克服重力做多少功，物体的重力势能就增加多少．

解答：

解：A：根据功和能量转化的关系可知，F对木箱做的功应等于木箱增加的动能、木箱克服摩擦力做的功以及木箱增加的重力势能的总和，所以A错误；

B：由上面的分析可知B错误；

C：根据重力做功与重力势能变化的关系可知，木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能，所以C正确；

D：根据选项A的分析可知，F对木箱做的功应等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和，所以D错误．

故选：C

点评：

明确不同力的功对应着不同形式的能量转化，熟记：物体克服重力做多少功，物体的重力势能就增加多少．

纠错重做

7多选题

(多选)如图所示，某物体以一定初动能E_k0沿固定在水平地面上的粗糙斜面从底端P点开始上滑，一段时间之后物体离开斜面做斜上抛运动，到达最高点Q，设斜面各部分粗糙程度均匀，取地面为零势能面，则关于物体从P到Q的运动过程中机械能随时间的变化关系E-t；及物体的动能随离地面的竖直高度的变化关系E_K-h，下列图象描述正确的是(　　)

A
B
C
D

题目答案

AD

答案解析

分析：

物体在斜面上做匀减速直线运动，从斜面抛出后做斜抛运动，机械能的变化量等于除重力以外的力做的功，合外力做的功等于动能的变化量，写出机械能的表达式即可选择图象．

解答：

解：A、在斜面上运动某一位置的机械能E=E_K0-f×(v_0t-$\frac {1}{2}$at_)，从斜面抛出后，只有重力做功，机械能守恒，不发生变化，故A正确，B错误；

B、在斜面上运动某一位置的动能为：E_K=E_K0-($\frac {f}{sinθ}$+mg)h，在斜抛到最高点的过程中，某一位置的动能为：E_K=E_K1-mgh，

动能随高度的变化关系，从图象角度看是在斜面运动过程中的斜率大于斜抛过程中的斜率，且Q点动能不为零，故C错误，D正确．

故选AD

点评：

本题主要考查了功能关系的直接应用，知道机械能的变化量等于除重力以外的力做的功，合外力做的功等于动能的变化量，注意在最高点竖直方向的速度等于零，水平方向速度不为零，难度适中．

纠错重做