如图所示,质量为m的小铁块A以水平速度v0冲上质量为M、长为l、置于光滑水平面C上的木板B,正好不从木板上掉下,已知A、B间的动摩擦因数为μ,此时木板对地位移为s,求这一过程中:(1)木板增加的动能;(2)小铁块减少的动能;(3)系统机械能的减少量;(4)系统产生的热量.

问题描述:

如图所示,质量为m的小铁块A以水平速度v0冲上质量为M、长为l、置于光滑水平面C上的木板B,正好不从木板上掉下,已知A、B间的动摩擦因数为μ,此时木板对地位移为s,求这一过程中:

(1)木板增加的动能;
(2)小铁块减少的动能;
(3)系统机械能的减少量;
(4)系统产生的热量.

(1)木板运动的位移为s,根据动能定理得,μmgs=

1
2
Mv2-0
则动能的增加量为μmgs.
(2)小铁块的位移为l+s,根据动能定理得,-μmg(l+s)=△Ek
可知小铁块动能的减小量为μmg(l+s).
(3)则系统减小的机械能等于△E=μmg(l+s)-μmgs=μmgl.
(4)系统产生的热量等于系统减小的机械能,Q=△E=μmgl.
答:(1)木板的动能增加为μmgs.
(2)小铁块的动能减小量为μmg(l+s).
(3)系统减小的机械能等于μmgl.
(4)系统产生的热量等于μmgl.
答案解析:对木板和小铁块运用动能定理,得出木块动能的增加量和小铁块动能的减小量.从而得出系统机械能的减小量,系统产生的热量等于系统机械能的减小量.
考试点:动能定理;能量守恒定律.
知识点:本题考查动能定理的基本运用,知道系统减小的机械能全部转化为热量.