2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练专题6.18与摩擦生热相关的功能问题.docx

专题 6.18 与摩擦生热相关的功能问题 一．选择题 1．（2019 山东济南期末）用两块材料相同的木板与竖直墙面搭成两个斜面 1 和 2，斜面有相同的高和不同 的底边，如图所示。一个小物块分别从两个斜面顶端释放，并沿斜面下滑到底端。对这两个过程，下列说 法正确的是（ ） ．沿着 1 和 2 下滑到底端时，物块的速度大小相等 ．物块下滑到底端时，速度大小与其质量无关 ．物块沿着 1 下滑到底端的过程，产生的热量更多 ．物块下滑到底端的过程中，产生的热量与其质量无关 【思路分析】本题应根据动能定理求解，只要正确对物体受力分析，分别求出各力做功的代数和，即可比 较速度的大小。 【名师解析】对物块从高为 h 的斜面上由静止滑到底端时，根据动能定理有： mgh﹣W ＝mv2 f  …① 其中 W 为物块克服摩擦力做的功，因滑动摩擦力为：f＝μN＝μmgcosθ f 所以物块克服摩擦力做的功为： W ＝fL＝μmgcosθ×L＝μmgLcosθ＝μmgL …② f 底 由图可知，Lcosθ 为斜面底边长， 可见，物体从斜面顶端下滑到底端时，克服摩擦力做功与斜面底端长度 L 成正比。 底 沿着 1 和 2 下滑到底端时，重力做功相同，而沿 2 物体克服摩擦力做功小于沿 1 克服摩擦力做功，则由① 式得知，沿着 2 下滑到底端时物块的速度大于沿 1 下滑到底端时速度，故 A 错误； ①②联立解得：，故物块下滑到底端时，速度大小与其质量无关，故 B 正确； 沿 1 时克服摩擦力做的功最多，物体的机械能损失最大，产生的热量多。故 C 正确； 根据功能关系得：产生的热量等于克服摩擦力做功，即为：Q＝W ＝fL＝μmgcosθ×L＝μmgLcosθ＝μmgL f 底  与质量有关，故 D 错误； 【参考答案】BC。 【名师点评】本题考查动能定理的应用，通过本题求克服摩擦力做功可推得一个重要的结论：物体从斜面 下滑到底端的过程中，克服摩擦力做的功与沿水平面滑动与斜面底端相同距离时克服摩擦力做的功相同。 2222 2 2 2 2 2、（2019 湖南长沙长郡中学二模）一块足够长的白板静止于水平桌面上，一可视为质点、质量为m 的石墨 块静止在白板上，石墨块与白板间动摩擦擦因数为 μ ，重力加速度为 g。从某时刻起，使白板瞬时获得速 度 v 做匀速直线运动，石墨块将在板上划下黑色痕迹。经过时间 t 白板突然停下，不再运动。不计石墨块 0 与板摩擦过程中损失的质量，在石墨块也停止运动时，白板上黑色痕迹的长度及二者相对运动过程中产生 的热量可能是（ ） A. C. 【参考答案】AC 【名师解析】 如图所示，  B. D. 白板匀速运动位移 x =v t，石墨块匀加速运动，加速度由滑动摩擦力提供 μ mg=ma，位移 x =at 1 0 2  ，位移差值 即划出黑色痕迹长度△x=x -x =v t-μ gt ；白板停止后石墨块在滑动摩擦力作用下匀减速运动，与加速对称， 1 2 0 位移同样为 x =μ gt ，产生的热量 Q=f△x+fx =μ mgv ，故 C 正确，故 D 错误；因为石墨块匀加速的加速度 2 2 0 由滑动摩擦力提供，当石墨块速度达到 v 时不再加速，故石墨块速度 v′≤v ；若 t 时刻 v′恰好等于 v ， 0 0 0 v′=μ gt=v ，则△x=x -x =v t-μ gt 0 1 2 0  2  =v t=，产生的热量 Q=f△x+feq \o\ac(△,x=)eq \o\ac(△, )μ mgv t=mv 0 0 0  ，故 A 正确，故 B 错误。 【关键点拨】 画出石墨块与白板的位移关系图，石墨块与白板的位移差值即为黑色痕迹长度，需要注意因为石墨块匀加 速的加速度由滑动摩擦力提供，当石墨块速度达到 v 时不再加速，经过时间 t 白板突然停下时，石墨块速 0 度 v′不一定达到速度 v ，故石墨块速度 v′≤v ；本题考查板块模型中的位移关系，涉及两个研究对象， 0 0 难度较大，容易出错的是石墨块速度 v′≤v 是一个范围，不仅仅是一个特殊值，容易当做v′=v 处理，导 0 0 致错误。 3.(多选)如图 6 所示，水平传送带由电动机带动，并始终保持以速度 v 匀速运动，现将质量为 m 的物块由 静止释放在传送带上的左端，过一会儿物块能保持与传送带相对静止，设物块与传送带间的动摩擦因数为 μ，对于这一过程，下列说法正确的是( ) A.摩擦力对物块做的功为 0.5mv2 C.系统摩擦生热为 0.5mv2 【参考答案】ACD  B.物块对传送带做功为 0.5mv2 D.电动机多做的功为 mv2 【名师解析】 对物块运用动能定理，摩擦力做的功等于物块动能的增加，即 0.5mv2，故选项 A 正确；传 送带的位移是物