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考点梳理:滑动摩擦力做功的特点?

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2016.02.29 16:50

引言

摩擦力做功的问题,是高考试卷中的一个常考点,同时也是比较难理解的地方。这篇文章就是想和同学们分析下:滑动摩擦力存在,是否一定对物体做功?

滑动摩擦力做功的分析

滑动摩擦力做功情况分类解析

(1)滑动摩擦力可以不对物体做功。

例证:如下图所示,下面的物体B向右滑动,上面的物体A一定会受到滑动摩擦力的作用,然而该滑动摩擦力对物体并不做功,因为位移为零。根据做功的定义,此时滑动摩擦力对物体A不做功。

滑动摩擦力时候做功的示意图分析

(2)滑动摩擦力可以做正功。

最为典型的案例,就是传送带。静止的物体,瞬间放到传送带上,不可能立刻与传送带同步,存在滑动摩擦力。传送带给物体的摩擦力的方向与运动的方向是一致的,都是传送带运动的方向,因此,滑动摩擦力可以做正功。

再来说一个案例:

如货车车厢内放一木箱,货车突然加速,木箱相对货车向后滑动,但相对地面向前运动,则货车对木箱的滑动摩擦力做正功。

(3)滑动摩擦力还可以做负功。

上例中木箱对货车的滑动摩擦力对货车做的是负功。由此可见,不同的研究对象选择,摩擦力做功的正负情况是不一样的。

再来说一个案例。

水平面上推一个箱子(滑动起来),地面给箱子的滑动摩擦力与箱子的运动方向相反,根据做功定义式,也是滑动摩擦力在做负功。这种情况很常见,不难理解。

一对摩擦力所做的总功问题

相互作用的系统内,一对滑动摩擦力所做的功是总不为零的,其绝对值等于滑动摩擦力与两者相对位移的乘积,就是系统损失的机械能(机械能减小量)。

我们从能量的角度来分析。一对滑动摩擦力做功,能量的转化同时有两种情况出现:一是相互摩擦的物体之间机械能的交换;二是机械能向内能转化,转化为内能的数值,等于滑动摩擦力与两物体相对位移的乘积。

补充一句,只能说内能,说热量是不科学的。热量的定义是:热传递过程中转移的内能大小。

这里并不深入分析,有兴趣可以到物理网查阅相关的文章,讲解的很清楚。同学们可以对一些做过的题进行二次分析,看看上面我们整理的这些结论是不是正确。其实这些结论,都可以通过动能定理和功能关系公式推导出来。

推荐查阅的文献资料

摩擦力详解http://gaozhongwuli.com/zongjie/b1/29.html

动能定理http://gaozhongwuli.com/zongjie/kaodian/43171.html

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