浅谈“摩擦力做功”的特点

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1、浅谈“摩擦力做功”的特点余姚二中黄菲摩擦力的教学，尽管在《教学大纲》中属较低层次的要求（A层次），但是在近几年高考试题屮频繁考查。许多学生在学习高屮《物理》第一章“力”时，普遍反映摩擦力难学,特别是静摩擦力，更是难以掌握。由于第一章没有能打好扎实的基础，在第四章讨论做功问题时，对摩擦力做功更是混淆不淸。本文就将摩擦力做功问题进行讨论归纳。耍弄清摩擦力做功问题，必须理清摩擦力作用的特点和力対物体做功的一般求解方法。摩擦力产生于两个相互接触的、冇弹力作用的、接触面粗糙巳相互Z间存在相对运动或具有相对运动趋势

2、的物体Z问。某个物体所受滑动摩擦力的方向跟它相对于另一个物体的运动方向相反；某物体受到静摩擦力的方向与它跟另i物体的相对运动趋势方向相反。若是滑动摩擦力，其大小可用公式f=uFn进行计算；而静摩擦力的大小取决于物体所受其它力和当时物体的运动状态，然后应用牛顿第二定律求解。求力对物体做功时，根据W=FScosa,必须明确是什么力对物休做功。如讨论摩擦力对物体做功时，不但要搞淸摩擦力的大小和方向，而且耍明确物休在摩擦力作用的过程中所发牛的位移。位移的确定必须事先确定好参照系，在高中物理中我们往往以地血作为参

3、照物。明确了力F和位移s及它们Z间的夹角a,求功已是轻车熟路的事情了。下面就具体实例对摩擦力做功分析讨论，浅谈儿点教学体会。一、滑动摩擦力做功的特点滑动摩擦力是产生在两个具有相对运动的物体之间，那么滑动摩擦力是不是总做负功呢？1、滑动摩擦力对物体做负功这种情况最为常见，当滑动摩擦力阻碍物体运动或物体克服滑动摩擦力运动时，其对物体做负功。例1如图1所示，一物块放在静止的粗糙水平桌面上，外力F把它拉着向右运动，在产牛位移s的过程中，求摩擦力对物块做功情况？己知物块的质量为m,与桌血Z间的动摩擦因数为u。图1

4、分析与解物块在水平桌而上运动时，受到的滑动摩擦力人小为f=Umg,其方向向左，而位移s的方向向右，代入公式W=FScosa,得W=umgscos71--umgs,即摩擦力对物体做了负功。2、滑动摩擦力对物体不做功在例1中水平桌面虽然受到物体对它的滑动摩擦力作用，但桌面并没有运动，即在滑动摩擦力作用下，桌面和对于地面的位移s=0,则W=0,因而滑动摩擦力对桌面不做功。可见，在分析滑动摩擦力做功的时候，要正确理解“运动”和“相对运动”的关系。分清是谁对谁的滑动摩擦力和滑动摩擦力的方向与物体的位移的方向，才能

5、确泄滑动摩擦力的做功情况。3、滑动摩擦力对物体做正功例2如图2所示，质量为M的小车B以的速度％在光滑的水平面上匀速运动，把质量为m的物体A轻轻地放在小车的询端，若小车A、小车B之间的动摩擦因素不为零，小车足够长，试分析在物体A、小车B达到速度相同之前两物体之间的摩擦力所做的功。分析与解物体A放到小车B上时，由于惯性，物体A相对小车B向左滑动，因而小车B对物体A的滑动燃擦力的方向向右，使物体A向右运动，这个爍擦力的方向与物体A运动的方向相同，做止功。而物体A对小车B的滑动摩擦力的方向向左，与小车B的运动方

6、向相反，对小车B做负功。由此可见，滑动摩擦力阻碍的是物体的相对运动，而不是阻碍物体的运动。因此滑动摩擦力并不一定总是阻力，不一定总是做负功。当滑动摩擦力的作用效果是加快物体运动时,其对物体做正功。如果我们把例2的条件进一步延伸，再看一下滑动摩擦力做功的另一个特点。因为小车足够长，贝幽体A和小车B最终将以共同的速度在水平面上运动。分析与解小车B向右运动时，木块A和対于小车B向左滑动，所以木块A受到的滑动摩擦力方向向右，在小车B运动过程中，车上的木块A相对于地面的位移为s—s',方向向右(如图3所示)。所以

7、，此过程中滑动摩擦力对木块A做正功，其人小为：W=Fscosa=ymg(s—s')同时滑动摩擦力对小车做负功W'mgscosumgs则一对滑动摩擦力分别对两物体所做功Z和为W^=W+W^=-umgsz,即总功为负值。可见，物体之间的滑动摩擦力可以对其中某一物体做正功，也可以做负功，其至可以不做功。但其对两个物体不对能同时不做功，它可能对一个物体做止功，对另一个物休做负功;也可能同时对两物体做负功，如在寒冷的冬天，用搓手的办法取暖就是滑动摩擦力同时对两只手做负功。在滑动摩擦力做功的过程小，能量的变化冇两种

8、途径：一是相互作用的物体Z间的机械能的转移；二是有部分机械能转化成内能。总Z,两物体Z间的滑动摩擦力至少对一个物体必须做功，并且对两物体所做的总功一定是负值，这正是相对滑动时为什么会有机械能转化为内能的原因。二、静摩擦力做功的特点静摩擦力是产生在两个冇相对运动趋势的物体Z间，也就是说两个物体是相对静止的,那么静摩擦力会不会做功，是做正功还是负功呢？1、静摩擦力不做功例3、如图4所示，物体B放在水平桌面上，通过跨过光滑的定滑轮的细绳与物体A连