题目内容

(12分)如图所示,一块质量为M的木板B在光滑的水平桌面上以速度v0匀速向右滑行,某时刻把一质量为m的小木块A(初速度为零)放在B上,它将在B上滑行一段距离l后与B相对静止.求这个过程中由于摩擦产生的热量。

解析:设AB间的摩擦力为f,A相对地面发生的位移为s2,B相对于地面发生的位移为s1,已知A相对于B滑行的位移为l,

隔离分析A,由动能定理得:fs2

隔离分析B,由动能定理得:-fs1

其中v为AB的共同速度.

对AB系统分析,合外力为零,系统动量守恒,有:Mv0=(M+m)v③

由①②式可得+f(s1-s2)④

又根据能量守恒观点有:+Q ⑤

Q为摩擦产生的热量

由④⑤两式相比较,可得Q=f(s1-s2)⑥

将③代入⑤可得:Q=

领悟:由⑥式可以得到一个结论:系统内一对滑动摩擦力做的功等于系统产生的热量,也等于系统机械能的减少量,即Q=ΔE = fΔS,这个功能关系就是这样推导出来的!

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