Question

5．如圖所示，質量為M、長為L的平板小車置于光滑的水平面上，一質量為m的滑塊放置在小車左端，滑塊與小車間的滑動摩擦力大小為f用水平的恒定拉力F作用于滑塊．當滑塊運動到小車右端時．小車在地面上移動的距離為s．滑塊速度為v₁，小車速度為v₂．下列結論中正確的是（　�。�

• A． 上述過程中，F(xiàn)做功大小為$\frac{1}{2}$mv₁²+$\frac{1}{2}$Mv₂²
• B． 上述過程中，滑塊和小車產生的內能為Q=fL
• C． 其他條件不變的情況下，F(xiàn)越大，滑塊到達小車右端所用時間越長
• D． 其他條件不變的情況下，M越大，s越小

Answer 1

分析 運動過程中處理F做功外，還有摩擦力做功，由功能關系求解；系統(tǒng)產生的熱量等于摩擦力和相對位移乘積；根據牛頓第二定律可知，M越大，木板的加速度越小，而滑塊加速度不變，相對位移一樣，據此即可判斷時間的變化．滑塊對木板的摩擦力不變，M越大，木板的加速度越小，而滑塊加速度不變，相對位移一樣，滑快在木板上運動時間短，所以木板運動的位移�。�

解答 解：A、由功能關系可知，拉力F做功除了增加兩物體動能以外還有系統(tǒng)產生的熱量，所以，F(xiàn)做功大小大于$\frac{1}{2}$mv₁²+$\frac{1}{2}$Mv₂²，故A錯誤；
B、滑塊和小車產生的內能等于系統(tǒng)克服摩擦做功，為Q=fL，故B正確；
C、滑塊和木板都是做初速度為零的勻加速運動，在其他條件不變的情況下，木板的運動情況不變，滑塊和木板的相對位移還是L，滑塊的位移也沒有發(fā)生改變，所以拉力F越大，滑塊的加速度越大，離開木板時間就越短，故C錯誤；
D、由于木板受到摩擦力不變，當M越大時，木板加速度小，而滑塊加速度不變，相對位移一樣，滑快在木板上運動時間短，所以木板運動的位移越小，故D正確；
故選：BD

點評 本題重點考查了功能關系，對物理過程仔細分析，把握能量的轉化情況是解題關鍵，同時對物理模型要把握和熟悉．本題就是常見而重要的滑塊和木板模型．