摩擦力做功
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【物理知识点】摩擦力做功与内能的关系
摩擦力做功全部转化为内能,其内能等于滑动摩擦力乘以相对位移。
如果两个物体之间是静摩擦力,则两静摩擦力做的功之和必为零,所以静摩擦力不能产生热量。
两个相互接触并挤压的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力叫做摩擦力。
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。
固体表面之间的摩擦力的来因有两个:固体表面原子、分子之间相互的吸引力(化学键重组的能量需求,胶力)和它们之间的表面粗糙所造成的互相之间卡住的阻力。
内能从微观的角度来看,是分子无规则运动能量总和的统计平均值。
分子无规则运动的能量包括分子的动能、分子间相互作用势能以及分子内部运动的能量。
物体的内能不包括这个物体整体运动时的动能和它在重力场中的势能。
原则上讲,物体的内能应该包括其中所有微观粒子的动能、势能、化学能、电离能和原子核内部的核能等能量的总和,但在一般热力学状态的变化过程中,物质的分子结构、原子结构和核结构不发生变化,所以可不考虑这些能量的改变。
但当在热力学研究中涉及化学反应时,需要把化学能包括到内能中。
感谢您的阅读,祝您生活愉快。
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
1. 什么是摩擦力?
摩擦力是指两个物体在相互接触的情况下,由于表面之间微观粗糙不平,阻碍其相对
运动所产生的力。
当物体在受到摩擦力的作用下发生运动时,摩擦力会对物体产生负功,这是因为摩擦
力的方向与物体移动的方向相反。
例如,当一个石头在地面上滚动时,地面对石头施加了
摩擦力,阻碍了石头的运动,摩擦力在这种情况下做了负功。
4. 摩擦力做功与静摩擦力、滑动摩擦力有什么区别?
摩擦力做功的公式为:W=Fs×d×cosθ,其中W表示功,Fs表示摩擦力,d表示物体
位移的距离,θ表示摩擦力和物体移动方向之间的夹角。
6. 为什么汽车行驶时会产生摩擦力的热量?
汽车行驶时,轮胎与地面之间产生摩擦力,由于车轮的旋转产生动能,摩擦力将一部
分动能转化为热能,使轮胎和地面之间产生热量。
7. 如何减小摩擦力的损失?
减小摩擦力的损失有以下方法:减小物体间的接触面积、涂抹润滑油、改变物体表面
的状况、使用滚动运动等。
功率是表示单位时间内做功的量,而摩擦力所做的功和动力的大小及运动的速度有关,因此功率与摩擦力有关。
减小摩擦力可以提高物体的效率,从而增加功率。
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!。
摩擦力做功介绍摩擦力是一种常见的力,它是物体表面相互接触并相对滑动时产生的阻碍运动的力。
在日常生活中,我们时常会遇到摩擦力的存在,比如推动一辆车、滑动一个物体等等。
在这些情况下,摩擦力会消耗能量,执行一定的功。
本文将介绍摩擦力做功的概念、计算方法以及相关的应用。
摩擦力的定义摩擦力是两个物体表面之间的相互作用力,它的大小与物体表面之间的粗糙程度、压力以及物体性质有关。
摩擦力可以分为静摩擦力和动摩擦力。
•静摩擦力:当两个物体表面相对滑动时,但尚未开始滑动时的摩擦力称为静摩擦力。
静摩擦力的大小与物体之间的接触面积、物体的质量以及表面粗糙度等有关。
•动摩擦力:当两个物体表面相对滑动时,已经处于滑动状态下的摩擦力称为动摩擦力。
动摩擦力的大小一般较为恒定,与物体之间的接触面积和表面粗糙度有关。
摩擦力做功的概念摩擦力做功是指摩擦力在物体运动过程中所产生的能量转化。
根据能量守恒定律,能量既不会被创造也不会被消灭,只会互相转化。
当物体受到外力推动或拉动时,摩擦力会将一部分能量转化为热能,而执行一定的功。
摩擦力做功的计算方法摩擦力做功的计算方法取决于物体的运动状态和摩擦力的性质。
静摩擦力做功当物体静止且受到外力推动时,静摩擦力会与外力相等且反向,阻止物体开始滑动。
静摩擦力做功的大小可以通过以下公式来计算:$静摩擦力做功 = 静摩擦力 \\times 移动距离$动摩擦力做功当物体已经开始滑动时,摩擦力则变为动摩擦力,其大小一般较为恒定。
动摩擦力做功的大小可以通过以下公式来计算:$动摩擦力做功 = 动摩擦力 \\times 移动距离$需要注意的是,这里的移动距离是指物体在施加力的方向上移动的距离。
摩擦力做功的应用摩擦力做功在日常生活和工程中具有重要的应用。
刹车系统在汽车或自行车的刹车系统中,摩擦力被用来减慢或停止车辆的运动。
当我们踩下刹车踏板时,刹车盘与刹车片之间的摩擦力产生,将动能转化为热能,从而减慢或停止车辆的运动。
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。
摩擦力做功的公式
摩擦力做功的公式可以表示为:W=Ff×d,其中W为摩擦力所做的功,Ff为摩擦力的大小,d为物体在摩擦力作用下移动的距离。
摩擦力是物体间接触时产生的阻力,它会抵消物体的运动能量,使物体停止运动或减缓运动速度。
当物体在受到摩擦力的作用下移动时,摩擦力会对物体做功,将物体的动能转化为热能。
这个过程中,摩擦力所做的功可以用上述公式来计算。
举个例子,当一个物体在水平面上受到摩擦力的作用下沿着平面运动时,摩擦力所做的功可以表示为W = Ff × d。
其中,Ff为物体和平面间的摩擦力,d为物体在平面上移动的距离。
如果没有其他能量转换的情况下,摩擦力所做的功将全部转化为热能,让物体表面温度升高。
需要注意的是,摩擦力做功时,其大小与物体移动的距离和摩擦力的大小相关。
当物体受到的摩擦力越大,物体移动的距离越长,摩擦力所做的功就越大。
因此,在实际应用中,需要对物体受到的摩擦力和移动距离进行合理的控制,以达到所需的功率输出和能量转换效率。
总之,摩擦力做功的公式能够帮助我们计算摩擦力所做的功,这对于理解摩擦力的作用和优化能量转换非常重要。
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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。
摩擦力做功的特点解析摩擦力是物体之间相对运动时产生的阻碍运动的力,它对物体的运动有着重要的影响。
当物体受到摩擦力作用时,摩擦力会对物体进行功的转化。
摩擦力做功的特点可以从以下几个方面进行解析。
首先,摩擦力做功的特点之一是能量转化。
在物体相对运动时,摩擦力将部分物体的机械能转化为热能。
当两个物体相互摩擦时,由于摩擦力的作用,物体的动能会逐渐减小,同时热能会逐渐增加。
这是因为摩擦力背后的机理是由两个物体之间的相互作用引起的微观力。
其次,摩擦力做功的特点之二是方向相反。
摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,这意味着摩擦力对物体的运动起到了阻碍的作用。
摩擦力的大小与物体之间的接触面积、表面粗糙程度、受力物体的质量以及动摩擦系数等因素有关。
当物体与支持面之间没有相对滑动时,称为静摩擦。
当物体具有相对滑动时,称为动摩擦。
此外,摩擦力做功的特点之三是与速度相关。
摩擦力的大小与物体相对速度有关。
当物体的速度增大时,摩擦力也随之增大。
相反,当物体的速度减小时,摩擦力也会减小。
这与物体表面的粗糙程度有关,当物体的相对速度增加时,物体表面的接触点也随之增多,从而增大了摩擦力的大小。
此外,摩擦力做功的特点之四是滑动摩擦与滚动摩擦的不同。
滑动摩擦是指物体相对滑动时产生的摩擦力,例如两个物体在相对滑动时,摩擦力将物体的机械能转化为热能。
而滚动摩擦是指物体进行滚动时产生的摩擦力,例如一个轮子在地面上滚动时,摩擦力既可减小物体的速度,也可增加物体的速度。
总结起来,摩擦力做功的特点主要包括能量转化、方向相反、与速度相关以及滑动摩擦与滚动摩擦的不同。
这些特点在物体的运动过程中起着重要的作用,使物体的运动受到了限制或改变。
在实际生活中,我们需要充分理解和利用摩擦力的作用,以便更好地控制和调节物体的运动。
--精品 分 析 摩 擦 力 做 功 的 特 点浙江省苍南县求知中学(灵溪第三高级中学) 李求龙 (325800)在相当多的问题里,摩擦力都是阻碍物体的运动,对物体做负功,这就很容易给人一种感觉-----摩擦力一定做负功,实际上,因摩擦力的方向与物体的运动方向之间没有必然的联系所以摩擦力可以做负功,也可以做正功,也可以不做功,下面按静摩擦力的功和滑动摩擦力的功分述如下:一.关于静摩擦力做的功1.静摩擦力可以对物体不做功(1)当物体受静摩擦力作用时,若物体相对地面处于静止状态,静摩擦力对物体不做功,因为物体相对于地面的位移为零.相对于地面静止的物体受到静摩擦力是不做功的,那运动的物体受到静摩擦力是否也可能不做功呢?(2)如右图所示,有一水平圆形转盘绕竖直轴以角速度ω转动,在离轴心为r 处放一块质量为m 的木块,随圆盘一起做匀速圆周运动.在转动过程中,木块m 有沿半径向外运动的趋势,则它所受静摩擦力F f 方向沿半径指向圆心,所以该力始终与速度方向垂直,即在F f 方向没有位移,在任何时刻木块所受的静摩擦力F f 对它不做功.再如:人掉在向右运动车厢的细绳上,则它所受静摩擦力F f 方向竖直向上,该力始终与速度方向垂直,人所受的静摩擦力F f 对它不做功.由此可看出,物体在静摩擦力作用下相对于地面运动,此时静摩擦力也可以对物体不做功.2.静摩擦力可以对物体做负功,也可以对物体做正功如图所示,在一与水平方向夹角为θ的传送带上,有一装满玉米的麻袋相对于传送带静止.(1)当麻袋随传送带一起匀速向下运动时,麻袋相对于地面的位移方向沿斜面斜向下,传送带对它的静摩擦F f 力与它的重力的下滑分力相平衡,即沿斜面向上.在这里,静摩擦力对物体做负功.(2)当麻袋随传送带一起匀速向上运动时,麻袋所受静摩擦力F f 与物体位移方向一致,静摩擦力F f 对麻袋做正功.综上所述,物体之间的静摩擦力F f 可以对其中一个物体做正功,也可以做负功,甚至不做功,关键看物体受到的静摩擦力和它运动方向的关系.一对静摩擦力对两物体所做的总功为零,这是因为物体间的静摩擦力总是大小相等、静止 F f F 麻袋F f ω r v方向相反,而它们运动时相对于地面的位移是相同的,所以它们之间的静摩擦力若做功时,必定对一个物体做正功,对另一个物体做等量的负功,要么静摩擦力对两物体都不做功,这就是在静摩擦力作用下的两物体,即使发生运动也不会产生内能的原因.二.滑动摩擦力做的功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。
考点三、摩擦力做功特点1、静摩擦力做功特点 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.(1).静摩擦力对物体做正功码头工人常用皮带机将货物运之高处,皮带由卷扬机牵引,能匀速顺时针转动,货物一放上皮带,即可与之一起运动,保持相对静止.求皮带对货物在运往h 高处时做什么功?【分析】货物受力如图所示.因货物向右上方做匀速直线运动,故静摩擦力f =Ghsin θ的位移S 与物体运动方向一致,则 Wf=fScos θ=(Gsin θh/sin θ)cos θ=Gh Wf > 0 ,做正功(2).静摩擦力对物体做负功如上图,若皮带反转,则可将高h 处货物匀速送到地面,求该过程静摩擦力做什么功. 【分析】货物因匀速运动,故f =Gsin θ,沿斜面向上,位移S 方向沿斜面向下 Wf=fScos180=-Gsin θh/sin θ=—Gh ∵ Wf = - Gh < 0 ∴ f 做负功(3).静摩擦力可以对物体不做功如图所示,一水平圆盘绕其竖直轴以ω匀速转动,距离轴R 处有一质量为m 的物体随盘一起转动,求在这一过程中摩擦力对物体做的功.【分析】对m 进行受力分析可知,m 所受的摩擦力为f = mR ω .静摩擦力方向与线速度方向垂直,任取一小段位移S ,则有 Wf=fScos θ=mR ω Scos90 =0 即静摩擦力对物体不做功个做正功,一个做负功,但数值相等,其代数和为零。
2、滑动摩擦力做功特点 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1. 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,方向水平向右第一节、功和功率(第一、二课时)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<0注:实际上,()W mg x L mgx mgL μμμ=-++=-总=Q,即产生的热量 3、摩擦生热模型构建Q=f.S相对模型建立:一个物体在另外一个物体上滑动,摩擦力产生的热量Q=f.S相对特点:1、只有滑动摩擦力才能产生内能,静摩擦力不会产生内能。
摩擦力做功的五个结论作者:周淑霞来源:《黑龙江教育(中学版)》2004年第01期摩擦力分为静摩擦力和滑动摩擦力,既可以是阻力,也可以是动力周此,静摩擦力和滑动摩擦力做的功,既可以是动力功(正功),也可以是阻力功(负功),又由于物体间的相互作用力总是成对出现,且大小相等、方向相反,因此,对相互摩擦的两个物体来说,一对静摩擦力做功主要有以下五个结论。
一、一对静摩擦力做功的代数和为零在力和位移大小都相等的条件下,如图1:物体A、B叠在一起放于水平面上,用水平向右的力F拉物体B,使A、B以共同的加速度向右运动,发生一段位移s,这时A、B两物体间摩擦力所做功的代数和即为零。
因为,在此过程中,A、B间有相互作用的静摩擦力f和P,物体B在P的作用下,发生位移3,f对物体A做正功W f=f s,而同时f对B的运动起了阻碍作用,因此,在B前进s的过程中,P对物体B做负功Wc=-Fs,而这一对静摩擦力对A、B所组成的系统做功的总量W=W f W f=O.(图1)二、一对滑动摩擦力做功的代数和等于一个滑动摩擦力的大小和相摩擦的两个物体的相对位移的乘积三、滑动摩擦力和相摩擦的两个物体相对位移的乘积等于摩擦力的热。
即f·S相对=Q o(例略.)四、滑动摩擦力和相对位移的乘积等于系统机械能的损失。
即f·s相对=△E.例2中,就是一对摩擦力做功的代数和等于机械能的减少。
五、若系统损失的机械能全部摩擦生热时,则系统损失的机械能等子摩擦力和相摩擦的两个物体相对路程的乘积,即△E=f·S相对路程。
如图3:质量为M的小车停放在光滑的水平面上,车上放着一质量为m的物块,物块与车面的摩擦系数为”,现给m一水平向右、大小为mv o的瞬时冲量,则物块在车上滑行的路程s是多少?(设物块与车档板碰撞时没有能量损失.)①在物块与小车相互作用的过程中,物块的一部分动量或动能转移给小车,当它们具有相同的速度v时,物块在小车上的滑行结束,根据动量守恒定律有:正确掌握以上五个结论,为以后处理摩擦力做功的问题带来方便,能够达到事半功倍的效果.(作者单位:肇州县第二中学)责任编辑/张烨。
摩擦力做功
1.无论静摩擦还是动摩擦力,有可能做正功,或者负功,或者不做功。
2一对相互作用的静摩擦力做功的代数和为零
3一对相互作用的滑动摩擦力做功的代数和为负值
4.关于摩擦生热
1)滑动摩擦才生热,静摩擦不生热
2)相互摩擦的两个物体的接触面都“生热”,因此摩擦生热所涉及到的对象应该是相互摩擦的两个物体组成的系统。
3)实质:通过一对相互作用的滑动摩擦力做功,将系统的机械能转化成内能。
即,系统损失的机械能等于系统增加的内能
5.摩擦生热公式:
Q热=f×d(d为相互摩擦的两个物体发生的相对路程)
(1)当A和B同向运动时,A和B发生的相对路程是d=X A—x B
(2)当A和B反向运动时(A向左B向右)A和B发生的相对路程是d=X A+x B
例1.质量为m的子弹以v0的初速度击中原来静止放在光滑平面上的质量为M 的长木板,当子弹打入金属块的深度为d时,子弹与长木板以共同的速度v m一起运动(即子弹停留在木板中),此时长木板在平面已滑行的距离为S。
在子弹打入长木板的过程中,已知子弹与长木板之间的摩擦力为f,
请证明在子弹与木板摩擦的过程中,木板与子弹组成的系统产生的内能(热量)Q=f d
练习1,质量为m 的滑块以v的初速度在粗糙水平地面上滑行,一段距离S后停下来,物体的重力加速度为g,物体与地面之间的摩擦因素为μ,那么在滑行的过程()
A.摩擦力对物体做功为—μmgS,摩擦力对地面做功为0。
B.滑块增加的内能为
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C滑块和地面系统增加的内能总和为
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D滑块和地面系统增加的内能总和为Q=f d
练习2.如图,高度h=5m的光滑曲面的底端和水平传送带相切,传送带两轮的间距很大,传送带顺时针转动,传送带的传送速度为v2=5m/s。
质量为m=1kg的物体,曲面上从静止开始下滑,下滑到底端进入水平传送带上,由于两轮的间距很大,所以物体最终在传送带上与传送带保持相对静止的运动,g=10m/s2.,物体与传送带之间的动摩擦因素为μ=0.5,求物体在传送带上运动的过程中,产生的总热量Q。