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前言
力学中摩擦力做功的问题,是高考的一个常考点,同时也是比较抽象、难理解的地方。这篇文章就是想和同学们探讨下:存在滑动摩擦力,是否一定对物体做功?

滑动摩擦力做功情况分类解析
(1)滑动摩擦力可以不做功。
例证:如下图所示,下面的物体B相对向右走;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。根据做功的概念和公式,此时滑动摩擦力对物体A不做功。

(2)滑动摩擦力能做正功。
最为典型的案例,就是传送带做功。静止的物体,瞬间放到传送带上,不可能瞬间就与传送带同步,此时必然是受到滑动摩擦力的做功。传送带给物体的摩擦力的方向与运动的方向是一致的,所以滑动摩擦力是可以做正功的。
我们再来说一个案例:
如货车车厢内放一木箱,货车瞬间突然加速,木箱相对货车向后滑动,但相对地面向前运动,这种情况下,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。
还是原来的案例。上述案例中箱子对货车的滑动摩擦力对货车做负功。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。
再举一个案例。
水平面上推一个箱子运动,箱子所受到地面的滑动摩擦力与其运动方向是相反的,从做功的概念和公式来分析,滑动摩擦力显然是在做负功。
一对摩擦力所做的总功分析
相互作用的系统内,一对滑动摩擦力所做的功总不为零,其绝对值的大小,恰等于滑动摩擦力与相对位移的乘积,就是系统损失的机械能(机械能减小量)。
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。
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,看看上面总结的结论是否正确。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/韩磊;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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