Question

12．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的小物块（可视为质点）放在小车的最左端．现用一水平恒力F作用在小物块上，使它从静止开始做匀加速直线运动．小物块和小车之间的摩擦力为F_f，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为s．以下结论正确的是（　　）

• A． 小物块到达小车最右端时具有的动能为F（L+s）
• B． 小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为F_fs
• C． 此过程中相互摩擦产生的热量为F_fL
• D． 此过程中物块和小车增加的机械能为F（L+s）-F_fL

Answer 1

分析 小物块和小车均做匀加速运动，对小物块和小车分别运用动能定理列式分析．此过程中相互摩擦产生的热量等于系统克服摩擦力做的功．

解答 解：A、对小物块分析，物块的位移为L+s，根据动能定理得：（F-F_f）（L+s）=E_k物-0，知小物块到达小车最右端时具有的动能为 E_k物=（F-F_f）（L+s）．故A错误．
B、对小车分析，小车的位移为s，根据动能定理得 F_fs=E_k车-0，知物块到达小车最右端时，小车具有的动能为 E_k车=F_fs．故B正确．
C、此过程中相互摩擦产生的热量为 Q=F_fx_相对=F_fL．故C正确．
D、根据能量守恒得，外力F做的功转化为小车和物块的机械能和摩擦产生的内能，则有：F（L+s）=△E+Q，则系统增加的机械能为△E=F（L+s）-F_fL．故D正确．
故选：BCD

点评 本题的关键是灵活地选择研究对象，对研究对象进行受力分析，再根据动能定理列式后分析．