高一物理摩擦力做功
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摩擦力做功与产生热能的关系众所周知,恒力做功的公式为W=F.Scosθ, 但当做功的力涉及到摩擦力时,往往会使问题变的复杂化. 我们知道摩擦力属于“耗散力”,做功与路径有关,如果考虑摩擦力做功的过程中与产生热能关系时,很多学生就会对之束手无策,从近几年的高考命题中,这类问题是重点也是难点问题,以下就针对摩擦力做功与产生热能的关系作一总结的分析.1.摩擦力做功的特点与产生热能的机理.根据,<费曼物理学讲义>中的描述:“摩擦力的起因:从原子情况来看,相互接触的两个表面是不平整的,它们有许多接触点,原子好象粘接在一起,于是,当我们拉开一个正在滑动的物体时,原子啪的一下分开,随及发生振动,过去,把这种摩擦的机理想象的很简单,表面起因只不过布满凹凸不同的形状,摩擦起因于抬高滑动体越过突起部分,但是事实不可能是这样的,因为在这种情况中不会有能量损失,而实际是要消耗动力的。
动力消耗的机理是当滑动体撞击突起部分时,突起部分发生形变,接着在两个物体中产生波和原子运动,过了一会儿,产生了热。
”从以上对摩擦力做功与产生热能的机理的描述,我们从微观的角度了解到摩擦生热的机理,"所以,我们对“做功”和“生热”实质的解释是:做功是指其中的某一个摩擦力对某一个物体做的功,而且一般都是以地面为参考系的,而“生热”的实质是机械能向内能转化的过程。
这与一对相互作用的摩擦力所做功的代数和有关。
为了说明这个问题,我们首先应该明确摩擦力做功的特点.2.摩擦力做功的特点.我们学习的摩擦力包括动摩擦力和静摩擦力,它们的做功情况是否相同呢?下面我们就分别从各自做功的特点逐一分析。
2.1静摩擦力的功静摩擦力虽然是在两个物体没有相对位移条件下出现的力,但这不等于静摩擦力做功一定为零。
因为受到静摩擦力作用的物体依然可以相对地面或其它参考系发生位移,这个位移如果不与静摩擦力垂直,则静摩擦力必定做功,如果叠在一起的两个木块A、B,在拉力F的作用下沿着光滑水平面发生一段位移s,图一所示,则A物体受到向前的静摩擦力f0对A作正功W= f0s图一图二在圆柱体沿水平面向前无滑滚动时,(图二所示),虽然圆柱体相对地面存在位移,但地面对车轮的静摩擦力f 0并不做功,这时,不能认为滚动的圆柱体是一个质点,从地面参考系来看,在一段微小时间间隔内,f 0作用于地面接触的圆柱体边缘一点A,对于静摩擦力f 0而言A的瞬时速度v A=0,故A的微小位移dr =v Adt =0,元功为零,下一个微小时间间隔内,静摩擦力f 0则作用在另一个质点B,同样元功为零.所以滚动过程中静摩擦力f 0对圆柱体做功为零.在此过程中,滚动摩擦要阻止圆柱体滚动,柱体需要克服这种阻碍消耗能量做功,但这主要是克服滚动过程中地面形变后产生的支持力所导致的阻力矩的功.高中阶段,一般我们只分析第一种情况的静摩擦力的做功情况.由以上分析,我们可以归纳出静摩擦力做功有以下特点: 1、静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功.2、在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的相互转移,而没有机械能相互为其它形式的能.3、相互作用的系统内,一对静摩擦力所做的功的和必为零。
3l 白城一中物理组 / 闫炜平摩擦力做功计算是同学做题时容易疑惑的问题,概括的说分为三种情况,下面举例说明:一、在摩擦力大小、方向都不变的情况下,应该用θcos⋅⋅=sfWf可求。
二、在摩擦力大小不变,方向改变时,由微元法,可将变力功等效成恒力功求和。
例1:质量为m的物体,放在粗糙水平面上。
现使物体沿任意曲线缓慢地运动,路程为s,物体与水平面间的动摩擦因数为μ。
则拉力F做的功为多少?解:由微元法可知:F做的功应等于摩擦力做功总和。
例2:如图所示,竖直固定放置的斜面AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD的B端相切,圆弧面半径为R,圆心O与A、D在同一水平面上,∠COB=θ。
现有一个质量为m的小物体从斜面上的A点无初速滑下,已知小物体与AB斜面间的动摩擦因数为μ。
求(1)小物体在斜面体上能够通过的路程;(2)小物体通过C点时,对C点的最大压力和最小压力。
[解析](1)小物体在运动过程中,只有重力及摩擦力做功,小物体最后取达B点时速度为零。
设小物体在斜面上通过的总路程为s,由动能定理得:①又由①②式得:(2)小物体第一次到达C点时速度大,对C点压力最大。
由动能定理④小物体最后在BCD圆弧轨道上运动,小物体通过C点时对轨道压力最小。
得:⑥解⑥⑦式得最小值[注意,摩擦力做功的公式sfW⋅-=中,s一般是物体运动的路程]三、摩擦力大小、方向都在时刻改变时,速度V越大时,压力NF也越大,则由NFfμ=可知NF越大,f也越大,摩擦力做功越多。
例1:连接A、B两点的弧形轨道ACB与ADB是用相同材料制成的,它们的曲率半径相同。
如图所示,一个小物体由A点以一定初速度v开始沿ACB滑到B点时,到达B点速率为1v若小物体由A点以相同初速度沿ADB滑到B点时,速率为2v与的关系:()A 1v>2vB 1v=2vC 1v<2vD 无法判断[解析]A 物体沿ACB运动过程中受竖直向下的重力。
垂直于轨道向上的支持力,沿切线方向的摩擦力,其中重力、支持力不做功,摩擦力做负功,又据圆运动的知识,支持力的平均值小于重力,摩擦力的平均值较小。
高中物理摩擦力做功的常见问题分享问题一:木板上放有一物块,木板被斜放,物块由静止开始沿斜面向下滑动,摩擦力造成的摩擦力做功的关系是什么?答案:当物块从静止开始沿斜面向下滑动时,其中的一部分势能将被转化为运动能,而另一部分将被消耗。
摩擦力在这个过程中所造成的摩擦力做功将抵消掉物块的机械能,使得它的速度逐渐降低。
此外,当物块滑动到底部时,其机械能也将完全消失,摩擦力做功也将达到最大值。
问题二:设一物体在一个水平面上沿某一方向前进,重力作用力的方向与运动方向相反,摩擦力的大小、方向及所做功是否会随着速度变化而变化呢?答案:当物体处于匀速直线运动时,摩擦力的大小和方向将始终保持不变,摩擦力做功也将是恒定的。
然而,当物体加速或减速时,其速度发生改变,摩擦力做功的大小和方向也会随之改变。
当物体加速时,其速度变快,摩擦力做功的大小将变小;当物体减速时,其速度变慢,摩擦力做功的大小将变大。
需要注意的是,摩擦力做功方向始终与物体的运动方向相反。
问题三:一个物体在光滑表面上滑动,不受到摩擦力的影响。
如果将物体放在一个有摩擦力的斜面上使其下滑,则摩擦力所做的功与物体沿斜面下落增加的重力势能的大小之间有何关系?答案:由于物体在斜面上下滑,其沿斜面下落增加的重力势能将被一部分转化为运动能,而另一部分则被摩擦力所消耗。
因此,当物体滑动时,摩擦力做功的大小将始终小于物体沿斜面下落增加的重力势能的大小。
此外,摩擦力做功的方向始终与物体的滑动方向相反。
问题四:一个物体沿光滑的竖直方向下落,它与桌面之间的摩擦力忽略不计。
如果物体以一定的速度击中地面,摩擦力所做的功将会是多少?答案:当物体与地面相撞时,其机械能将完全转化为热能和声能,并被环境所吸收。
因此,摩擦力在这个过程中并没有做功。
总之,摩擦力做功是一个较为复杂的物理现象,它与物体的运动方向、速度、表面摩擦系数等因素密切相关,在解决相关问题时需要综合考虑诸多因素。
以上为几个高中物理学生常见的摩擦力做功问题及其解答,希望能为学生们提供一些帮助。
摩擦力做功问题及求变力做功的几种方法学校:_________班级:___________姓名:_____________模型概述1.摩擦力做功问题1)无论是静摩擦力还是滑动摩擦力都可以对物体可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。
2)静摩擦力做功的能量问题①静摩擦做功只有机械能从一个物体转移到另一个物体,而没有机械能转化为其他形式的能。
②一对静摩擦力所做功的代数和总等于零,而总的机械能保持不变。
3)滑动摩擦力做功的能量问题①滑动摩擦力做功时,一部分机械能从一个物体转移到另一个物体,另一部分机械能转化为内容,因此滑动摩擦力做功有机械能损失。
②一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值,总功W =-F f ⋅x 相对,即发生相对滑动时产生的热量。
2.求变力做功的几种方法1.用W =Pt 求功当牵引力为变力,且发动机的功率一定时,由功率的定义式P =W t,可得W =Pt .1)“微元法”求变力做功:情形一:当力的大小不变,而方向始终与运动方向相同或相反时,力F 做的功与路程有关,W =Fs 或W =-Fs ,其中s 为物体通过的路程.情形二:当力的大小不变,运动为曲线时,将物体的位移分割成许多小段,因小段很小,每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力,这样就将变力做功转化为在无数多个无穷小的位移上的恒力所做功的代数和,此法适用于求解大小不变、方向改变的变力做功.【举例】质量为m 的木块在水平面内做圆周运动,运动一周克服摩擦力做功W f =F f ⋅Δx 1+F f ⋅Δx 2+F f ⋅Δx 3+...=F f ⋅(Δx 1+Δx 2+Δx 3+...)=F f ⋅2πR2)“图像法”求变力做功:在F -x 图像中,图线与x 轴所围“面积”的代数和就表示力F 在这段位移内所做的功,且位于x 轴上方的“面积”为正功,位于x 轴下方的“面积”为负功,但此方法只适用于便于求图线与x 轴所围面积的情况(如三角形、矩形、圆等规则的几何图形).【举例】一水平拉力拉着一物体在水平面上运动的位移为x 0,图线与横轴所围面积表示拉力所做的功,W =F 0+F 12x3)“平均力”求变力做功:当力的方向不变而大小随位移线性变化时,可先求出力对位移的平均值F =F 0+F 12,再由W =F l cos θ计算,如弹簧弹力做功.【举例】弹力做功,弹力大小随位移线性变化,取初状态弹力为0,则W =F x =0+F k 2x =0+kx 2x =12kx 24.应用动能定理求解变力做功:在一个有变力做功的过程中,当变力做功无法直接通过功的公式求解时,可用动能定理W 变+W 恒=12mv 22-12mv 21,物体初、末速度已知,恒力做功W 恒可根据功的公式求出,这样就可以得到W 变=12mv 22-12mv 21-W 恒,就可以求出变力做的功了.【举例】用力F 把小球从A 处缓慢拉到B 处,F 做功为W F ,则有:W F +W G =0⇒W F -mgl (1-cos θ)=0⇒W F =mgl (1-cos θ)5)等效转换法求解变力做功:将变力转化为另一个恒力所做的功。
摩擦力做功的计算公式1. 摩擦力做功公式推导。
- 当物体在粗糙水平面上受到摩擦力f作用,发生位移x时,根据功的定义W = Fscosθ(其中F是力,s是位移,θ是力与位移方向的夹角)。
- 对于摩擦力做功,摩擦力方向与物体相对运动(或相对运动趋势)方向相反,在水平面上物体位移方向与摩擦力方向相反,θ = 180^∘,cosθ=- 1。
- 所以摩擦力做功W_f = f× x×(-1)= - fx。
2. 滑动摩擦力做功的特点与计算。
- 特点。
- 滑动摩擦力做功与路径有关。
例如,一个物体在粗糙的水平面上往返运动,滑动摩擦力始终做负功,往返一次滑动摩擦力做功W = - f×2x(x为单程位移大小)。
- 计算示例。
- 一个质量为m的物体在动摩擦因数为μ的水平面上,受到水平拉力F作用,以初速度v_0向右运动,经过位移x后停止。
- 首先根据牛顿第二定律求出加速度a=(f)/(m),这里滑动摩擦力f = μ mg,加速度a =-μ g(方向向左,与速度方向相反)。
- 根据运动学公式v^2 - v_0^2 = 2ax,可得0 - v_0^2=2(-μ g)x。
- 滑动摩擦力做功W_f=-fx =-μ mgx。
3. 静摩擦力做功的特点与计算。
- 特点。
- 静摩擦力可以做正功、负功或不做功。
例如,静止在倾斜传送带上的物体随传送带一起加速向上运动,静摩擦力方向沿传送带向上,物体位移方向也向上,静摩擦力做正功;如果物体随传送带一起匀速向上运动,静摩擦力做正功;当两个物体叠放在一起,用力拉下面的物体使它们一起加速运动,上面物体受到的静摩擦力做正功。
若上面物体静止在下面匀速运动的物体上,静摩擦力对上面物体不做功。
- 计算示例。
- 一个质量为m的物体放在倾斜角为θ的斜面上,斜面静止,物体受到沿斜面向上的静摩擦力f = mgsinθ。
当斜面沿水平方向向右移动位移x时,静摩擦力做功W_f = f× x×cosθ,这里θ是斜面倾角,f = mgsinθ,所以W_f = mgsinθ× x×cosθ。
摩擦力在斜面做功的公式嘿,咱们今天来好好聊聊摩擦力在斜面做功的公式。
先说说什么是摩擦力吧。
想象一下,你在一个粗糙的斜面上推一个箱子,是不是感觉要用更大的劲儿?这就是因为有摩擦力在“捣乱”,它就像一个“小恶魔”,总是阻碍着物体的运动。
咱们来看这个摩擦力在斜面做功的公式:W = F×s×cosθ。
这里的 W 就是摩擦力做的功,F 是摩擦力的大小,s 是物体在斜面上移动的距离,而θ 呢,则是摩擦力的方向与移动方向之间的夹角。
比如说,有一次我去帮朋友搬家,他家有个特别重的柜子要从楼梯搬下去。
那楼梯就像是一个斜面,我使劲儿拉着柜子,能明显感觉到摩擦力在和我作对。
柜子和楼梯面接触的地方,发出“嘎吱嘎吱”的声音,我的手都被勒得生疼。
我费了好大的劲儿才把柜子拉下去一段距离。
这时候,我就深刻体会到了摩擦力的厉害,也更明白了这个公式中每个量的意义。
再举个例子,学校里组织爬山活动,我看到同学们爬坡的时候,有的鞋子和地面的摩擦力小,就容易打滑;而有的同学鞋子摩擦力大,就能比较轻松地往上爬。
这其实也和摩擦力在斜面做功有关系。
在解题的时候,咱们得先搞清楚题目里给了哪些条件。
是告诉了摩擦力的大小,还是移动的距离,或者是夹角的度数。
有时候,题目会故意绕几个弯子,咱们可不能被它给骗了。
比如说,有一道题说一个物体在斜面上匀速下滑,已知斜面的角度、物体的质量和斜面的粗糙程度,让求摩擦力做的功。
这时候,咱们就得先根据物体匀速下滑这个条件,得出摩擦力等于重力沿着斜面方向的分力,然后再用公式去计算做功。
总之,摩擦力在斜面做功的公式虽然看起来有点复杂,但只要咱们多结合实际例子去理解,多做几道题练练手,就一定能把它拿下!就像我们在生活中克服各种困难一样,只要用心,没有什么是做不到的。
希望大家以后再遇到这类问题,都能轻松应对,把摩擦力在斜面做功的相关题目做得又快又准!。
高中物理摩擦力做功的常见问题分享【摘要】摩擦力在物理学中是一种常见的力,对物体进行做功。
高中物理中学习摩擦力做功的原因是因为它是力学中一个重要的概念。
摩擦力是由物体表面粗糙程度和接触面积决定的。
摩擦力做功的条件是物体间有相对运动,并且摩擦力方向和移动方向相反。
摩擦力做功的计算公式是功=摩擦力*位移*cosθ。
摩擦力做功与机械能守恒是有关系的,它会导致机械能的损失。
摩擦力做正功的情况是物体沿着力的方向移动。
在高中物理中,学习摩擦力做功可以帮助我们更好地理解力学的基本原理,而且在工程、运动学等领域都有广泛的应用。
进一步学习摩擦力做功有助于提升对物理学的理解能力。
【关键词】关键词: 摩擦力、做功、高中物理、条件、计算公式、机械能守恒、正功、重要性、应用、意义1. 引言1.1 什么是物理学中的摩擦力?摩擦力是物理学中一个非常重要的概念,它是指两个物体之间接触面上的相互作用力。
当两个物体相对运动或者试图相对运动时,这种力就会出现。
摩擦力可以分为静摩擦力和动摩擦力两种类型,静摩擦力是指当物体静止时的摩擦力,而动摩擦力是指物体发生相对运动时的摩擦力。
在物理学中,摩擦力是一种阻碍物体运动的力,它会消耗物体的动能,使得物体运动速度减慢或停止。
摩擦力是一种非常普遍的力,几乎在日常生活的各个场景中都会出现。
行驶在路面上的汽车受到地面的摩擦力阻碍而减速,拖着箱子在地面上运动时也受到摩擦力的作用。
摩擦力在物理学中扮演着非常重要的角色,它影响着物体的运动状态和能量转化,是我们研究物体之间相互作用的重要课题。
深入理解摩擦力的性质和作用机制,有助于我们更好地掌握物体的运动规律和能量转化过程。
1.2 为什么摩擦力会对物体做功?摩擦力会对物体做功是因为在物体表面接触的两个物体之间存在相对运动或相对倾斜的情况下,其中的分子和原子之间的互相作用力会使得一个物体相对于另一个物体发生位移,这时候摩擦力就会对物体做功。
在实际情况中,物体之间的接触面并不是绝对平滑的,这就导致了在物体移动或倾斜的过程中会有一定程度的阻力产生,即摩擦力。
摩擦力做功及变力做功模型一.摩擦力做功的特点1.不论是静摩擦力,还是滑动摩擦力,都可以是动力也可以是阻力,也可能与位移方向垂直,所以不论是静摩擦力,还是滑动摩擦力,既可能对物体做正功,也可能对物体做负功,还可能不对物体做功。
2.一对相互作用的静摩擦力等大反向且物体之间相对静止,即两个物体的对地位移相同,由W=Fl cos α可判断两个相互作用的静摩擦力做功的总和为零。
3.一对相互作用的滑动摩擦力等大反向但物体之间相对滑动,即两个物体的对地位移不相同,由W=Fl cos α可判断两个相互作用的滑动摩擦力做功的总和不为零,且两力做功的总和一定为负值。
二.斜面摩擦力做功如图所示,同一物体分别沿斜面AO、BO、CO自斜面顶点由静止开始下滑,该物体与各斜面间的动摩擦因数均相同,在滑行过程中克服摩擦力做功分别为W A、W B和W C,设斜面的倾角为θ,O、D间的水平距离为x,则物体下滑过程中克服摩擦力做功为W=μmg cos θxcos θ=μmgx,与斜面的倾角大小无关。
三.变力做功模型【模型一】.将变力做功转化为恒力做功方法一:平均值法当力的方向不变,大小随位移按线性规律变化时,可先求出力在这段位移内的平均值F=F1+F22,再由W=Fl cos α计算功,如弹簧弹力做的功。
方法二:微元法功的公式只能计算恒力做功,若一个力的大小不变,只改变方向时,可将运动过程分成很多小段,每一小段内F 可看成恒力,求出每一小段内力F 做的功,然后累加起来得到整个过程中变力所做的功。
例如物体在水平面上做曲线运动,所受摩擦力大小为μmg ,路程为s ,采用微元法求摩擦力做的功:W 1=-μmg Δs 1W 2=-μmg Δs 2W 3=-μmg Δs 3…W =W 1+W 2+W 3+…=-μmg (Δs 1+Δs 2+Δs 3+…)=-μmgs 方法三:转换研究对象法如图所示,人站在水平地面上以恒力拉绳,绳对小车的拉力是个变力(大小不变,方向改变),但人拉绳的力是恒力,于是转换研究对象,用人对绳子所做的功来求绳子对小车所做的功。
克服摩擦力做功的公式
克服摩擦力做功的公式为W=FS,F为力的大小,S为力的方向移动的距离。
1、方向一致性:在计算功时,要确保摩擦力和移动方向的夹角为零。
如果夹角不为零,则需要考虑力和距离的投影。
2、单位一致性:确保在计算功的公式中使用一致的单位。
例如,力的单位是牛顿(N),距离的单位是米(m),这样计算出来的功的单位就是焦耳(J)。
3、摩擦力的确定:摩擦力大小的确定需要根据具体情况,可以通过实验、计算或已知数据来获得。
注意考虑静摩擦力和动摩擦力之间的区别。
4、不仅仅考虑摩擦力:计算功时,还需要考虑其他力对物体的影响。
例如,如果存在其他力(如重力、弹簧力等),则需要将这些力也纳入考虑范围。
5、实际情况的复杂性:实际情况中可能存在多个力的叠加以及运动状态的变化。
因此,需要仔细分析每个力的作用,并相应地进行计算。
克服摩擦力做功的公式好处
1、简单易用:克服摩擦力做功的公式是一个简单直观的计算方法,只需要知道摩擦力的大小和移动的距离就可以计算出所做的功。
2、实用性广泛:摩擦力是在日常生活和工程应用中普遍存在的力之一,通过使用该公式,我们可以量化摩擦力所做的功,从而更好地理解物体运动时能量的转化和消耗。
3、强调物理概念:克服摩擦力做功的公式通过将力和距离相乘,强调了物理学中的功的概念。
这有助于培养对物理学基本概念的理解和建立数学模型的能力。
4、问题解决的便利性:当涉及到涉及摩擦力的问题时,可以使用该公式快速计算出所需的结果,例如在设计机械系统、优化运动效率或评估能量损失等方面。
高中物理摩擦力做功的常见问题分享摩擦力是指两个接触物体之间的相互作用力,其中一种物体相对于另一种物体发生相对滑动或相对运动。
摩擦力是不仅在我们日常生活中普遍存在的力之一,而且在物理学中也有广泛的应用。
摩擦力不仅阻碍了运动,而且也能够做功。
然而,在高中物理中,我们对摩擦力做功的理解还有很多误区和不足之处。
本文将分享摩擦力做功的一些常见问题,帮助高中生更好地理解这一概念。
1. 什么是摩擦力做功?摩擦力可以做功,当物体在受到摩擦力的作用下沿着一定的距离运动时,摩擦力会对该物体做功。
例如,在铁路上行驶的火车,它的轮子和铁轨之间的摩擦力会对火车的车轮做功,最终将其推向前进的方向。
当物体在受到摩擦力的作用下沿着一定的距离运动时,摩擦力会对该物体做功。
而摩擦力的方向取决于物体运动的方向。
例如,当物体向右运动时,摩擦力的方向是朝左的,因此摩擦力做的功是负功;当物体向左运动时,摩擦力的方向是朝右的,因此摩擦力做的功是正功。
摩擦力在以下情况下会做功:(1)当一个物体在另一个物体表面上滑动时,摩擦力会对它做功。
例如,当一个箱子在地板上滑动时,地板摩擦力会对箱子做功。
4. 哪些因素会影响摩擦力做功的大小?(1)物体的质量:如果物体质量很大,在相同的力作用下,物体需要的摩擦力就会更大,从而摩擦力做功的大小也会增加。
(2)运动的速度:当物体运动速度增加时,摩擦力的大小也随之增加。
(3)接触面的材料:如果两个接触面间的摩擦系数较大,则摩擦力做功的大小也会相应地增加。
5. 摩擦力做功的一些实际应用(1)刹车:摩擦力做功是刹车原理的基础。
例如,当汽车行驶时,司机踩下制动踏板,摩擦盘和刹车片之间的摩擦产生了摩擦力,摩擦力将车轮逐渐减速并最终停止。
(2)擦鞋子:擦鞋刷擦地面时,由于地面摩擦力对刷子做功,使擦鞋子的效果更好。
(3)滑雪:滑雪过程中,摩擦力对于使雪板减速和控制方向至关重要。
总之,摩擦力做功对于物理学和日常生活中具有重要意义。
动摩擦力做功公式
动摩擦力做功公式:F=μ×Fn。
式中的μ叫动摩擦因数,也叫滑动摩擦系数,它只跟材料、接触面粗糙程度有关,注意跟接触面积无关,n为正压力。
拓展:
1、阻碍物体相对运动(或相对运动趋势)的力叫做摩擦力。
摩擦力的方向与物体相对运动(或相对运动趋势)的方向相反。
2、摩擦力分为静摩擦力、滚动摩擦、滑动摩擦三种。
3、一个物体在另一个物体表面发生滑动时,接触面间产生阻碍它们相对运动的摩擦,称为滑动摩擦。
滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的大小和压力大小有关。
压力越大,物体接触面越粗糙,产生的滑动摩擦力就越大。
摩擦力对物体运动的功的计算摩擦力对物体运动的功是物理学中一个重要的概念。
通过计算摩擦力对物体运动所做的功,我们可以了解到摩擦力对物体的影响以及能量转化的过程。
本文将介绍摩擦力的概念和计算步骤,并通过实例进行具体说明。
一、摩擦力的概念摩擦力是指两个物体表面接触时的力,它的方向与物体表面接触时的力相反。
摩擦力的大小与物体之间相互作用的力有关,主要包括静摩擦力和动摩擦力。
静摩擦力是指两个物体之间没有相对运动时的摩擦力,其大小等于两个物体之间的相互作用力。
动摩擦力是指两个物体之间有相对运动时的摩擦力,其大小与两个物体之间的相互作用力以及两个物体表面之间的滑动系数有关。
二、摩擦力对物体运动的功的计算步骤摩擦力对物体运动的功的计算可以通过以下步骤进行:1. 确定物体运动的方向和距离:首先要明确物体运动的方向,即力的方向与物体运动的方向是否一致。
确定物体运动的距离,即物体在摩擦力作用下所移动的距离。
2. 计算摩擦力的大小:根据物体之间的相互作用力以及滑动系数,计算出摩擦力的大小。
3. 计算工作的定义:功可以定义为力乘以位移。
在这里,工作即为摩擦力与物体运动方向相乘的结果。
4. 计算功的数值:将摩擦力的大小与物体运动的距离相乘,得到摩擦力对物体运动的功的数值。
三、实例分析为了更好地理解摩擦力对物体运动的功的计算,我们将通过一个实例进行说明。
假设有一个物体质量为2千克,静摩擦力的大小为10牛,物体所受的推力为20牛,物体沿水平方向前进了5米。
现在我们来计算摩擦力对物体运动的功。
首先,由于物体在水平方向前进,推力的方向与物体运动的方向一致。
确定物体运动的距离为5米。
其次,静摩擦力的大小为10牛。
然后,根据工作的定义,功可以计算为力乘以位移。
由于静摩擦力的方向与物体运动的方向一致,将静摩擦力的大小10牛与物体运动的距离5米相乘,得到静摩擦力对物体运动的功为50焦耳。
通过这个实例,我们可以看到静摩擦力对物体运动所做的功数值为50焦耳。
摩擦力做功的特点及应用1.静摩擦力做功时,只有机械能的相互转移,不会转化为内能.2.滑动摩擦力做功的特点相互间存在滑动摩擦力的系统内,一对滑动摩擦力做功将产生两种可能效果:(1)机械能全部转化为内能;(2)有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移,另外一部分转化为内能.例1 如图1所示,质量为m =1 kg 的滑块,在水平力作用下静止在倾角为θ=30°的光滑斜面上,斜面的末端B 与水平传送带相接(滑块经过此位置滑上传送带时无能量损失),传送带的运行速度为v 0=3 m/s ,长为l =1.4 m ;今将水平力撤去,当滑块滑到传送带右端C 时,恰好与传送带速度相同.滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.25,g 取10 m/s 2.求:图1(1)水平作用力F 的大小;(2)滑块下滑的高度;(3)若滑块滑上传送带时速度大于3 m/s ,滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量.答案 (1)1033N (2)0.1 m 或0.8 m (3)0.5 J 解析 (1)滑块受到水平力F 、重力mg 和支持力F N 作用处于平衡状态,水平力F =mg tan θ,F =1033N. (2)设滑块从高为h 处下滑,到达斜面底端速度为v ,下滑过程机械能守恒mgh =12m v 2, 得v =2gh若滑块冲上传送带时的速度小于传送带速度,则滑块在传送带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动;根据动能定理有μmgl =12m v 02-12m v 2 则h =v 202g-μl ,代入数据解得h =0.1 m 若滑块冲上传送带时的速度大于传送带的速度,则滑块由于受到向左的滑动摩擦力而做匀减速运动;根据动能定理:-μmgl =12m v 02-12m v 2 则h =v 202g+μl 代入数据解得h =0.8 m.(3)设滑块在传送带上运动的时间为t ,则t 时间内传送带的位移x =v 0t ,mgh =12m v 2,v 0=v -at ,μmg =ma滑块相对传送带滑动的位移Δx =l -x相对滑动生成的热量Q =μmg ·Δx代入数据解得Q =0.5 J.。
高考物理复习专题—摩擦力做功A 、滑动摩擦力做功的特点:①滑动摩擦力可以对物体做正功,也可以对物体做负功,还可以不做功。
②相互摩擦的系统内,一对滑动摩擦力所做的功总为负值,其绝对值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积。
例: 质量为M 的长木板放在光滑的水平面上,一个质量为m 的滑块以某一初速度沿木板表面从A 点滑至B 点,在木板上前进了L,而木板前进了x ,如图,若滑块与木板间的动摩擦因素为μ,求滑动摩擦力对滑块、对木板做功各是多少?分析:以木块A 为研究对象,木块A 受到的滑动摩擦力的方向水平向左,大小为mg μ,滑块的对地位移为x+L,方向水平向右根据功的定义式cos ()cos180()W FS mg x L mg x L θμμ==+︒=-+以木板B 为研究对象,木板B 受到的滑动摩擦力的方向水平向右,大小也为mg μ,木板的对地位移为x ,方向水平向右根据功的定义式cos cos0W FS mgx mgx θμμ==︒=补充问题:求解这对相互作用的滑动摩擦力做的总功 ()W mg x L mgx mgL μμμ=-++=-总<0B 、静摩擦力做功的特点:1.静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功.2.相互摩擦的系统内,一对静摩擦力所做功的和总是等于零. 解析:1.单个静摩擦力做功有不少初学者认为,静摩擦力是产生于“静止”的物体之间,所以静摩擦力一定不会对物体做功。
其实不然,请看下面的情境:用大拇指和食指捏起一支铅笔,让铅笔呈竖直状态。
当手和铅笔向上匀速运动时,铅笔受到向上的静摩擦力作用,位移也向上,静摩擦力是动力,对铅笔做正功;当手和铅笔向下匀速运动时,铅笔受到向上的静摩擦力作用,位移向下,静摩擦力是阻力,对铅笔做负功;当手和铅笔不运动或一起在水平面内运动时,铅笔受到向上的静摩擦力作用,但在力的方向上位移为零,静摩擦力对铅笔不做功。
由此可见,静摩擦力可以对物体做正功,也可以做负功,还可以不做功,关键是看物体受到的静摩擦力和它运动方向的关系。
高中物理摩擦力做功【原创实用版】目录1.摩擦力的概念与分类2.静摩擦力的产生条件与方向3.滑动摩擦力的计算与做功问题4.摩擦力做功的实例分析5.结论正文一、摩擦力的概念与分类摩擦力是一种物体之间相互接触的表面所产生的阻碍相对运动的力。
根据物体的运动状态,摩擦力可分为静摩擦力和滑动摩擦力。
静摩擦力是指当物体处于静止状态时作用在物体上的摩擦力,而滑动摩擦力是指当物体在接触面上滑动时所受到的摩擦力。
二、静摩擦力的产生条件与方向静摩擦力的产生需要满足以下三个条件:1.两物体之间接触且相互挤压;2.接触面粗糙;3.有相对运动的趋势。
静摩擦力的方向总是与接触面相切,并且跟物体相对运动趋势的方向相反。
三、滑动摩擦力的计算与做功问题滑动摩擦力的计算公式为:f = μN,其中 f 表示滑动摩擦力,μ表示动摩擦因数,N 表示正压力。
当物体在滑动摩擦力作用下运动时,滑动摩擦力所做的功可用公式 W = f × s 计算,其中 W 表示功,s 表示物体相对滑动的距离。
四、摩擦力做功的实例分析举例:一个质量为 m 的物块放在水平转台上,转台与物块之间的摩擦因素为μ。
当转台开始匀速转动时,物块即将在转台上滑动。
此时,摩擦力对物体做的功为 W = f × s = μmgR,其中 g 表示重力加速度,R 表示物块与转轴的距离。
由此可知,在物块滑动的过程中,摩擦力所做的功将转化为物块的动能。
五、结论摩擦力是物体之间相互接触表面所产生的阻碍相对运动的力,根据物体的运动状态可分为静摩擦力和滑动摩擦力。
静摩擦力的产生条件为:两物体之间接触且相互挤压、接触面粗糙、有相对运动的趋势。
滑动摩擦力的计算公式为:f = μN,摩擦力所做的功可用公式 W = f × s 计算。