Question

12．如圖，長度為l的小車靜止在光滑的水平面上，可視為質點的小物塊放在小車的最左端．將一水平恒力F作用在小物塊上，物塊和小車之間的摩擦力大小為f．當小車運動的位移為s時，物塊剛好滑到小車的最右端，下列判斷正確的有（　�。�

• A． 此時物塊的動能為（F-f）（s+l）
• B． 這一過程中，物塊對小車所做的功為f （s+l）
• C． 這一過程中，物塊和小車系統(tǒng)產生的內能為f l
• D． 這一過程中，物塊和小車系統(tǒng)增加的機械能為Fs

Answer 1

分析 物塊在F作用下做勻加速運動，小車也做勻加速運動，由圖確定出物塊相對于地面的位移，由動能定理求物塊的動能．根據功的計算公式求物塊對小車所做的功．系統(tǒng)產生的內能等于系統(tǒng)克服摩擦力做的功．對系統(tǒng)，運用能量守恒定律求系統(tǒng)增加的機械能．

解答 解：A、對物塊分析，物塊相對于地面的位移為s+l，根據動能定理得：（F-f）（l+s）=$\frac{1}{2}$mv²-0，則知，物塊到達小車最右端時具有的動能為（F-f）（s+l）．故A正確．
B、對小車分析，小車的位移為s，則物塊對小車所做的功為fs，故B錯誤．
C、物塊和小車系統(tǒng)產生的內能等于系統(tǒng)克服摩擦力做的功，為fl，故C正確．
D、根據能量守恒得，外力F做的功轉化為小車和物塊的機械能和摩擦產生的內能，則有：F（l+s）=△E+Q，則物塊和小車增加的機械能為△E=F（l+s）-fl．故D錯誤．
故選：AC

點評 本題關鍵是靈活地選擇研究對象進行受力分析，再根據動能定理列式后分析求解．要注意求功時，位移應是相對于地面的位移．摩擦生熱等于摩擦力與相對位移的乘積．