09高考物理 摩擦力做功

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1、“八问八答”谈摩擦力做功在学习功的概念后,摩擦力做功的问题是一个难点,现通过几个常见的问题来剖析如下:1.静摩擦力不做功吗?用水平外力推桌子但未推动,此时桌子所受摩擦力为静摩擦力。由于桌子相对地面位移为零,所以静摩擦力对桌子不做功。那么是不是静摩擦力都不做功呢?我们找一个物体受静摩擦力作用,也发生位移的情况看看:如传送带上的工件相对传送带静止并随传送带一起匀速上升,静摩擦力就对工件做正功。2.静摩擦力可以做负功吗?当然可以,我们只要分析上例中传送带受到的静摩擦力及它的位移,就不难看出,传送带受到的静摩擦力对它做了负功。还有,若工件随传送

2、带一起匀速下降,静摩擦力对工件也做负功。3.是不是物体受到静摩擦力,又发生了位移(相对大地),静摩擦力就一定做功呢?不一定,由功的定义可知:如果力的位移的方向垂直,力就不做功。我们能不能举出这样的例子呢?当然能:我们用手握住杯子(杯子保持竖直),在水平方向上移动(或者用手捏着一本书,水平移动),静摩擦力竖直向上,与物体的重力平衡,与位移垂直,没有做功。综上所述:静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。4.滑动摩擦力总是可以做正功吗?箱子在地面上滑行,摩擦力阻碍物体运动,做负功。滑动摩擦力能做正功吗?如图1所示,传送带在动力驱使下

3、匀速运动,当煤从漏斗落到传送带的瞬间,煤块的水平速度为零,煤块相对传送带向后滑动,因而受到向前的滑动摩擦力作用。以地面为参照,煤块所受滑动摩擦力方向与位移方向相同,所以滑动摩擦力对煤块做正功,煤块的速度和动能不断增大。直到煤块速度与传送带相等时,滑动摩擦力变为零。图15.滑动摩擦力可以不做功吗?滑动摩擦力也可以不做功,如木块在固定的桌面上滑动时,桌面受到的滑动摩擦力对桌子并不做功。6.相互作用的两个静摩擦力,如果其中一个力做了正功,另一个力一定做等大的负功吗?是的,一对静摩擦力作用的物体间无相对滑动,故位移始终相等,而二力大小相等,方向

4、相反,因而做功之和为零。从能量转化的角度来说,在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的相互转移(静摩擦力起着传递机械能的作用),而没有机械能转化为其他形式的能。7.两个相互作用的滑动摩擦力做功的情况又如何呢?首先,可以都做负功。其次,如第5问的例子中,可以一个滑动摩擦力做负功,而另一个力不做功。第三,如第4问的例子中,如果一个滑动摩擦力做正功,则另一个力一定做负功,而且两个功的代数和一定为负值。因为物体间存在滑动摩擦力时,由于物体间存在相对运动,位移大小不同,所以一对滑动摩擦力必做负功。滑动摩擦力做功的过程中,能量的变化有两种情况:一是相互

5、摩擦的物体之间有部分机械能的转移;二是有一部分机械能转化成了内能。所以,两个相互作用的滑动摩擦力做功之和一定为负值。8.相互作用的两个滑动摩擦力做的功如何计算呢?如图2所示,木板B长为L,静止在光滑水平面上,一个小物体A以速度滑上B的左端,当A滑到B的右端时恰好相对B静止,此时物体B运动了S的位移,可以判断B对A的摩擦力做功为:;A对B的摩擦力做功:,所以这一对摩擦力对系统做功总和为:。从能量的角度说,这就是转化为内能的部分。图2综上可知:①相互摩擦的系统内,一对静摩擦力所做的总功等于零。②相互摩擦的系统内,一对滑动摩擦力所做的功总是负

6、值,其绝对值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积,即恰等于系统损失的机械能。[练习]如图3所示,质量为M的木块放在光滑水平面上,质量为m的子弹以速度沿水平方向射中木块,并停留在木块中与木块一起以速度运动。已知当子弹相对于木块静止时,木块前进的距离为,子弹进入木块深度为,如果木块对子弹的阻力恒为,那么下列关系式中正确的是()图3A.B.C.D.答案:ACD

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