摩擦力做功的問(wèn)題

摩擦力做功的問(wèn)題

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1、摩擦力做功的問(wèn)題張秀榮滑動(dòng)摩擦力總是與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反,靜摩擦力的方向總是與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)方向相反,那么是否意味著:滑動(dòng)摩擦力一定做負(fù)功,靜摩擦力不做功,系統(tǒng)內(nèi)一對(duì)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(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié):一、滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)方向相反,阻礙的是物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),與物體運(yùn)動(dòng)方向沒(méi)有確定的關(guān)系,所以無(wú)論是滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力都可能與物體運(yùn)動(dòng)方向相同,作為動(dòng)力對(duì)物體做正功,也都可能與物體運(yùn)動(dòng)方向相反,作為阻力對(duì)物

2、體做負(fù)功,也都可能與運(yùn)動(dòng)方向垂直,對(duì)物體不做功。舉例說(shuō)明:Mmv01、滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力都可能做正功例1:小滑塊以某個(gè)初速度滑上靜止在光滑水平面上的長(zhǎng)木板上,在滑塊向右滑動(dòng)的過(guò)程中,長(zhǎng)木板也向右運(yùn)動(dòng),此時(shí)木板所受的滑動(dòng)摩擦力向右,阻礙木板相對(duì)滑塊向左運(yùn)動(dòng),卻成為它向右加速運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力對(duì)它做正功。例2、如圖,在傳送帶將物體從低處運(yùn)送到高處的過(guò)程中,物體靜止在傳送帶上,該過(guò)程物體所受靜摩擦力沿傳送帶向上,阻礙它相對(duì)傳送帶下滑,使之隨傳送帶一起向上勻速運(yùn)動(dòng),對(duì)它做正功。2、滑動(dòng)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(dòng)摩擦力,阻礙它相對(duì)木板

3、向右運(yùn)動(dòng),也阻礙著它向右的運(yùn)動(dòng),是阻力對(duì)它做負(fù)功。例2中,在傳送帶將物體從高處往低處勻速運(yùn)送時(shí),物體所受的靜摩擦力仍沿傳送帶向上,對(duì)它做負(fù)功。3、滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力都不做功Mmv0例1中,若長(zhǎng)木板固定不動(dòng),則滑塊在其上向右滑動(dòng)的過(guò)程中,木板所受的滑動(dòng)摩擦力對(duì)木板并不做功,因?yàn)槟景宀](méi)有運(yùn)動(dòng)。手握瓶子水平運(yùn)動(dòng),瓶子所受的靜摩擦力豎直向上,與運(yùn)動(dòng)方向垂直,對(duì)瓶子不做功。所以無(wú)論滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力對(duì)物體做功都有這三種可能,對(duì)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(duì)地的位移,力的方向與對(duì)地位移方向的關(guān)系。二、對(duì)系統(tǒng)內(nèi)一對(duì)摩擦力做功的情

4、況分析如下:一對(duì)靜摩擦力產(chǎn)生于相對(duì)靜止的兩個(gè)物體間,這兩個(gè)物體的對(duì)地位移相同,故這一對(duì)靜摩擦力或者對(duì)兩物體均不做功,或?qū)ζ渲兄蛔稣?,?duì)另一個(gè)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(jī)械能,不存在摩擦生熱的問(wèn)題。Mv一對(duì)滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生于有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體之間,它們對(duì)地位移不相同。這一對(duì)滑動(dòng)摩擦力對(duì)相互作用的這兩個(gè)物體做功只有三種可能:(1)對(duì)一個(gè)不做功,對(duì)另一個(gè)做負(fù)功如圖M沿桌面向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,它與桌面間的滑動(dòng)摩擦力對(duì)M做負(fù)功,對(duì)桌面不做功。(2)對(duì)兩個(gè)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(yùn)行的傳送帶上,從傳送帶右側(cè)

5、滑下的過(guò)程,滑塊與傳送帶間的一對(duì)滑動(dòng)摩擦力對(duì)滑塊和傳送帶都做負(fù)功。(3)對(duì)一個(gè)做正功,對(duì)另一個(gè)做負(fù)功。Mmv0mMvXL如圖,質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板靜止在光滑水平面上,一個(gè)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(shí)木板前進(jìn)了X。這時(shí)二者之間的一對(duì)滑動(dòng)摩擦力對(duì)滑塊做負(fù)功,對(duì)木板做正功。系統(tǒng)內(nèi)一對(duì)滑動(dòng)摩擦力對(duì)兩物體做功的代數(shù)和一定為負(fù)值,通過(guò)滑動(dòng)摩擦力做功使系統(tǒng)機(jī)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(dòng)摩擦力為f,摩擦力對(duì)滑塊m做負(fù)功,W1=—f(X+L),使滑塊機(jī)械能減少f(X+L),對(duì)木板M做正功W2=fX

6、,使木板機(jī)械能增加fX,系統(tǒng)機(jī)械能減少fL,摩擦生熱Q=fL.即摩擦生熱=摩擦力×相對(duì)滑動(dòng)距離。

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