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《摩擦力做功的問題》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、摩擦力做功的問題張秀榮滑動摩擦力總是與物體間相對運動的方向相反,靜摩擦力的方向總是與物體間相對運動的趨勢方向相反,那么是否意味著:滑動摩擦力一定做負(fù)功,靜摩擦力不做功,系統(tǒng)內(nèi)一對摩擦力做功的代數(shù)和是否一定為零,摩擦生熱是什么意思?摩擦力做功情況到底是怎樣的呢?下面就摩擦力做功的特點進(jìn)行歸納總結(jié):一、滑動摩擦力和靜摩擦力與物體間相對運動或相對運動的趨勢方向相反,阻礙的是物體間的相對運動或相對運動的趨勢,與物體運動方向沒有確定的關(guān)系,所以無論是滑動摩擦力還是靜摩擦力都可能與物體運動方向相同,作為動力對物體做正
2、功,也都可能與物體運動方向相反,作為阻力對物體做負(fù)功,也都可能與運動方向垂直,對物體不做功。舉例說明:Mmv01、滑動摩擦力和靜摩擦力都可能做正功例1:小滑塊以某個初速度滑上靜止在光滑水平面上的長木板上,在滑塊向右滑動的過程中,長木板也向右運動,此時木板所受的滑動摩擦力向右,阻礙木板相對滑塊向左運動,卻成為它向右加速運動的動力對它做正功。例2、如圖,在傳送帶將物體從低處運送到高處的過程中,物體靜止在傳送帶上,該過程物體所受靜摩擦力沿傳送帶向上,阻礙它相對傳送帶下滑,使之隨傳送帶一起向上勻速運動,對它做正功
3、。2、滑動摩擦力和靜摩擦力都可能做負(fù)功例1中,小滑塊受到向左的滑動摩擦力,阻礙它相對木板向右運動,也阻礙著它向右的運動,是阻力對它做負(fù)功。例2中,在傳送帶將物體從高處往低處勻速運送時,物體所受的靜摩擦力仍沿傳送帶向上,對它做負(fù)功。3、滑動摩擦力和靜摩擦力都不做功Mmv0例1中,若長木板固定不動,則滑塊在其上向右滑動的過程中,木板所受的滑動摩擦力對木板并不做功,因為木板并沒有運動。手握瓶子水平運動,瓶子所受的靜摩擦力豎直向上,與運動方向垂直,對瓶子不做功。所以無論滑動摩擦力還是靜摩擦力對物體做功都有這三種可
4、能,對物體是否做功以及做什么功,關(guān)鍵要弄清摩擦力作用下的物體對地的位移,力的方向與對地位移方向的關(guān)系。二、對系統(tǒng)內(nèi)一對摩擦力做功的情況分析如下:一對靜摩擦力產(chǎn)生于相對靜止的兩個物體間,這兩個物體的對地位移相同,故這一對靜摩擦力或者對兩物體均不做功,或?qū)ζ渲兄蛔稣?,對另一個必做負(fù)功,代數(shù)和一定為零。這種情形系統(tǒng)并不為此損失機械能,不存在摩擦生熱的問題。Mv一對滑動摩擦力產(chǎn)生于有相對運動的兩個物體之間,它們對地位移不相同。這一對滑動摩擦力對相互作用的這兩個物體做功只有三種可能:(1)對一個不做功,對另一個
5、做負(fù)功如圖M沿桌面向右運動的過程中,它與桌面間的滑動摩擦力對M做負(fù)功,對桌面不做功。(2)對兩個都做負(fù)功如圖小滑塊從光滑曲面上滑下以某一速度滑上向左運行的傳送帶上,從傳送帶右側(cè)滑下的過程,滑塊與傳送帶間的一對滑動摩擦力對滑塊和傳送帶都做負(fù)功。(3)對一個做正功,對另一個做負(fù)功。Mmv0mMvXL如圖,質(zhì)量為M的長木板靜止在光滑水平面上,一個質(zhì)量為m的小滑塊以初速度v0沿木板表面從左端滑上,在木板上前進(jìn)了L,同時木板前進(jìn)了X。這時二者之間的一對滑動摩擦力對滑塊做負(fù)功,對木板做正功。系統(tǒng)內(nèi)一對滑動摩擦力對兩物
6、體做功的代數(shù)和一定為負(fù)值,通過滑動摩擦力做功使系統(tǒng)機械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化,這就是摩擦生熱。上例中設(shè)滑塊與木板間的滑動摩擦力為f,摩擦力對滑塊m做負(fù)功,W1=—f(X+L),使滑塊機械能減少f(X+L),對木板M做正功W2=fX,使木板機械能增加fX,系統(tǒng)機械能減少fL,摩擦生熱Q=fL.即摩擦生熱=摩擦力×相對滑動距離。