题目内容

3.如图所示,质量为m1,长为L的木板置于光滑的水平面上,一质量为m的滑块放置在木板左端,滑块与木板间的滑动摩擦力的大小为f,用水平的恒定拉力F作用于滑块,当滑块从静止开始运动到木板右端时,木板在地面上移动的距离为s,滑块速度为v1,木板速度为v2,下列结论中正确的是(  )
A.滑块克服摩擦力所做的功为fL
B.上述过程满足(F-f)(L+s)=$\frac{1}{2}$mv12+$\frac{1}{2}{m}_{1}{{v}_{2}}^{2}$
C.其他条件不变的情况下,F越大,滑块到达右端所用时间越长
D.其他条件不变的情况下,f越大,滑块与木板间产生的热量越多

分析 (1)运动过程中处理F做功外,还有摩擦力做功,由功能关系即可判断;
(2)根据牛顿第二定律可知,M越大,木板的加速度越小,而滑块加速度不变,相对位移一样,据此即可判断;
(3)F越大,滑块的加速度就越大,而木板的运动情况不变,滑块和木板的相对位移还是L,滑块的位移也没有发生改变,所以时间越少;
(4)系统产生的热量等于摩擦力和相对位移乘积.

解答 解:A、滑块的位移为L+s,故滑块克服摩擦力所做的功为f(L+s),故A错误;
B、对滑块和木板整体,根据动能定理,有:
(F-f)(L+s)+fs=$\frac{1}{2}$mv12+$\frac{1}{2}{m}_{1}{{v}_{2}}^{2}$
故B错误;
C、滑块和木板都是做初速度为零的匀加速运动,在其他条件不变的情况下,木板的运动情况不变,滑块和木板的相对位移还是L,滑块的位移也没有发生改变,所以拉力F越大滑块的加速度越大,离开木板时间就越短,故C错误;
D、系统产生的热量等于摩擦力和相对位移乘积,相对位移没变,摩擦力越大,产生的热量越多,故D正确;
故选:D

点评 本题重点考查了功能关系,对物理过程仔细分析是解题关键,同时对物理模型要把握和熟悉.本题就是常见而重要的滑块和木板模型.

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