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知识点解析:滑动摩擦力肯定做功?
2015.10.26 11:45

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摘要

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。高中物理网的这篇文章,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?

摩擦力做功的分析

滑动摩擦力做功深度解析

(1)滑动摩擦力可以不做功。

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,可滑动摩擦力对物体并不做功,原因是位移为零。根据做功的定义,此时滑动摩擦力是不做功的。

滑动摩擦力时候做功的示意图分析

(2)滑动摩擦力可以对物体做正功。

最为典型的案例,就是传送带做功。静止的物体,放到传送带上,不可能立刻与传送带同步,此时必然是受到滑动摩擦力的做功。因为摩擦力的方向和物体运动的方向一致,都是传送带运动的方向,因此,滑动摩擦力可以做正功。

我们再来说一个案例:

如刚开始静止的货车的车厢内,放一木箱,货车突然加速,木箱相对货车,是向后滑动的,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。显然,选择不同的研究对象,摩擦力做功的正负情况是不一样的。

还有一个案例。

水平面上推一个箱子运动,地面给箱子的滑动摩擦力与箱子的运动方向相反,这个时候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分析

请同学们注意,我们下面研究的是两个物体构成的系统。相互作用的系统内,一对滑动摩擦力所做的功永远不可能是零,其绝对值的大小,恰等于滑动摩擦力与相对位移的乘积,即等于系统损失的机械能。

一对滑动摩擦力做功时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转移;二是系统的机械能的一部分转化为内能,转化为内能的数值,等于滑动摩擦力与相对位移的乘积。

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。

做过的摩擦力做功的题一定不少了,同学们可以拿过来进行二次分析,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能量守恒定律推导出来。

推荐查阅的文献资料

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

机械能守恒定律http://gaozhongwuli.com/zongjie/kaodian/43172.html

文章作者

文/齐龙;高中物理教师,物理网兼职编辑。

文章首发高中物理网,转载请予以注明,谢谢。

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