_摩擦力和作用力与反作用力做功

功的计算的几种类型1 弹簧的弹力做功水平弹簧劲度系数为k=500N/m ，用一外力推物块，使弹簧压缩10cm 而静止，突然撤去外力，物块被弹开，那么弹簧对物块做了多少功？（弹簧与物块没有连接）2 摩擦力做功静摩擦力（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（静摩擦力起着传递机械能的作用），而没有机械能转化为其他形式的能．（3）相互摩擦的系统内，一对静摩擦力所做功的代数和总为零。

例1.AB 两物体叠放在水平面上，保持相对静止一起向右做匀加速运动移动S ， 则摩擦力f1对A 做 功，f2对B 做 功。

例2.小木块置于旋转的水平转台上，随转台一起匀速转动，小木块受到的摩擦力对木块做 功。

则小木块受到的摩擦力对木块做 功。

（2）动摩擦力1）可以对物体做正功，负功，也可以不做功。

2）一对滑动摩擦力做功的过程中，能量的转化有两个方面：一是相互摩擦的物体之间机械能的转移；二是机械能转化为内能。

3)一对滑动摩擦力的总功等于- f ΔS式中ΔS 指物体间的相对位移4)转化为内能的量值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积,即W=Q （即摩擦生热）.5）滑动摩擦力、空气摩擦阻力等，在曲线运动或往返运动时等于力和路程（不是位移）的乘积3. AB 两物体叠放在水平面上，A物体用线系在墙上，B 物体在力 F 作用下向右运动，则f1对A 做 功，f2对B 做 功。

4.正在运动的水平传送带上轻轻放一个小木块，小木块受到的摩擦力对小木块做 功。

5.AB 两物体叠放在水平面上，A 物体在力 F 作用下在B 物体上相对滑动，则f1对A 做 功，f2对B 做 功。

题4图题5图三、一对作用力与反作用力做功的四种类型：（1）可能都做正功：（2）可能都做负功（3）可能一个力做正功，另一个力做负功（4）可能一个力做正（负）功，另一个力不做功;做的功大小不相等。

1.质量为M 的长板放在光滑水平面上，一个质量为ｍ的滑块以速度v 沿木板表面从A 点滑到B 点，在木板上前进了L ，而木板在水平面上前进了s ，如图，设滑块与木板间的动摩擦因数为μ求：4．与滑轮有关的功的计算(1)摩擦力对滑块做的功；(2)摩擦力对木板做的功；(3)摩擦力做的总功；(4)上述过程中机械能转化为内能的大小.【解析】分别对滑块和木板进行受力分析，如图所示.f=μmg ， f = f ′ f 2 f 1摩擦力对滑块做的功为:Wm=-f(s+L)=-μmg(s+L)，摩擦力对木板做的功为:M W =f ′·s=μmg ·s ，摩擦力做的总功为:W=Wm+WM=-μmgL ，转化为内能的大小为:Q=-W=μmgL【解题回顾】摩擦力是阻力(对滑块)时，它所做的功是负功；摩擦力是动力(对木板)时，它所做的功是正功。

作用力和反作用力做功的几种情况分析作用力与反作用力发生在相互作用的两个物体之间，作用力与反作用力的功的问题实质上就是寻找力的方向上的位移问题。

在这里我从几个实例出发，就有关作用力做功与反作用力做功的几种类型进行了分析，以帮助同学们理清思路，提高分析问题的能力。

一、作用力与反作用力均不做功例1.如图1所示，质量为m1的a物体和质量为m2的b物体在水平拉力f的作用下，一起沿光滑水平面向右运动，当运动距离为s 时，这一过程中，a物体对b物体的支持力做功大小？b物体对a 物体的压力做功大小？解析a物体对b物体的支持力与b物体对a物体的压力是一对作用力与反作用力。

物体运动距离为s过程中，由于a物体对物体的支持力fn在这一方向上物体的位移为零，所以a物体对b物体的支持力fn做的功一定为零。

同样分析，b物体对a物体压力f′n 做的功也一定为零。

此题也可进一步分析得出地面对a物体的支持力和a物体对地面的压力这一对作用力与反作用力均不做功。

二、作用力做功，反作用力不做功例2.如图1所示，质量为m1的a物体和质量为m2的b物体在水平拉力f的作用下，一起沿粗糙水平面向右运动，设动摩擦因数为μ，运动距离为s，求地面对a物体摩擦力做功的大小和a物体对地面摩擦力做功的大小？解析：从整体上分析，a和b组成的系统受四个力的作用：重力（m1+m2）g，地面对系统的摩擦力f，地面支持力fn，拉力f。

地面对a物体的摩擦力与a物体对地面的摩擦力是一对作用与反作用力。

地面对物体a的摩擦力为：f=μ（m1+m2）g。

当系统运动距离为s时，地面对a物体的摩擦力做功大小为：w=fs=μ（m1+m2）gs。

但由于地面处于静止状态，在a物体对地面摩擦力的方向上位移为零，所以a物体对地面摩擦力做功大小为零。

三、作用力做正功，反作用力也做正功例3.如图2所示，两个用条形磁铁做成的小车a和b，原来静止放在光滑水平面上，现从静止状态同时开始释放它们，分析以后的过程中它们之间的力的做功情况？解析：如图所示的小车之间表现为相互吸引力，这是一对作用力与反作用力。

摩擦力做功的特点 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】摩擦力做功的特点南阳市五中李彩芹摩擦力做功问题，一直是高中物理教学的重点，更是教学难点。

在具体问题中涉及到摩擦力是否做功、做功的正负，以及作为作用力反作用力的一对摩擦力（以下简称“一对摩擦力”）所做功的代数和的正负等问题，学生往往纠缠不清，理不清思路，甚至发生谬误。

摩擦力大小和方向的不确定性，使得摩擦力做功有其自身的特殊性，本文简单归纳摩擦力做功的一些特点,仅供大家参考。

一、滑动摩擦力对物体可以做正功，可以做负功，也可以不做功。

1、滑动摩擦力可以对物体做负功这种情况最为常见，当滑动摩擦力阻碍物体运动或物体克服滑动摩擦力运动时，其对物体做负功．例1.如图1所示，一物块放在静止的粗糙水平桌面上，外力F把它拉着向右运动，在产生位移ｓ的过程中，摩擦力对物块做功情况如何？已知物块的质量为ｍ，与桌面之间的摩擦因数为μ分析与解物块在水平桌面上运动时，受到的滑动摩擦力大小为ｆ＝μｍｇ，其方向向左，而位移ｓ的方向向右，代入公式Ｗ＝ｆｓｃｏｓα，得Ｗ＝μｍｇｓｃｏｓπ＝－μｍｇｓ．即摩擦力对物体做了负功．2、滑动摩擦力可以对物体不做功在例1中水平桌面虽然受到物体对它的滑动摩擦力作用，但桌面并没有运动，即在滑动摩擦力作用下，桌面相对于地面的位移ｓ＝０，则Ｗ＝０，因而滑动摩擦力对桌面不做功．3、滑动摩擦力可以对物体做正功当滑动摩擦力的作用效果是加快物体运动时，其对物体做正功．例2.如图2所示，水平地面上有辆平板车，其粗糙的表面上放有一质量为ｍ的木块，当平板车向右加速运动的位移为ｓ时，发现木块在它上面发生向左方向的相对运动位移ｓ′，则滑动摩擦力对木块的做功情况如何？分析与解小车向右加速运动时，木块相对于小车向左滑动，所以木块受到的滑动摩擦力方向向右，在小车运动过程中，车上的木块相对于地面的位移为ｓ－ｓ′，方向向右（如图2所示）．所以，此过程中滑动摩擦力对木块做正功，其大小为Ｗ＝Ｆsｃｏｓα＝μｍｇ（ｓ－ｓ′）．同时滑动摩擦力对小车做负功Ｗ′＝μｍｇｓｃｏｓπ＝－μｍｇｓ，则一对滑动摩擦力分别对两物体所做功之和为Ｗ合＝Ｗ＋Ｗ′＝－μｍｇｓ′．即两物体之间的一对滑动摩擦力总做负功。

相互作用力和摩擦力做功问题考点规律分析一、一对相互作用力的做功情况(1)一对相互作用力做功的正负：一对相互作用力的方向相反并不代表这一对相互作用力做的功一定是一正一负，还可以都做正功、都做负功、都不做功、一个做功一个不做功等等。

(2)一对相互作用力做功的大小：一对相互作用力做功的大小不一定相等，因为它们分别作用于两个物体上，每个物体都可能还受其他力，其位移情况可能千差万别。

二、滑动摩擦力与静摩擦力的做功情况(1)摩擦力做功正负情况运动的物体受到滑动摩擦力或静摩擦力时，若摩擦力的方向与运动方向相反，则摩擦力做负功，该摩擦力就是阻力；若摩擦力的方向与运动方向相同，则摩擦力做正功，该摩擦力就是动力。

总之，摩擦力既可能做负功，也可能做正功，还可能不做功。

举例如下：(2)一对相互作用的静摩擦力做功的代数和为零，而一对相互作用的滑动摩擦力做功的代数和不为零。

(3)摩擦力做功计算要注意过程中位移的方向是否改变。

①物体在粗糙水平面上做单方向的直线运动时，路程与位移大小相等，此时摩擦力做功W＝－Fl(l指位移，F指摩擦力)。

②物体在粗糙水平面上做往复运动或曲线运动时，路程与位移大小不同，此时摩擦力做功W＝－Fs(s指路程，F指摩擦力)。

典型例题例质量为M的木板放在光滑的水平面上，一个质量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A点滑至B点，在木板上前进了L，而木板前进了l，如图所示。

若滑块与木板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，求摩擦力对滑块、对木板做功各为多少？这一对摩擦力做功的代数和为多大？[规范解答]滑块所受摩擦力F f＝μmg，位移为(l＋L)，且摩擦力与位移方向相反，故摩擦力对滑块做的功为：W1＝－μmg(l＋L)木板所受的摩擦力F f′＝μmg，方向与其位移l方向相同，故摩擦力对木板做的功W2＝μmgl这一对摩擦力做功的代数和W＝W1＋W2＝－μmgL[完美答案]－μmg(l＋L)μmgl－μmgL(1)物体的位移是指对地的位移。

山西省晋中市和诚中学2024-2025学年高一物理周练试题（5.11）考试时间：45分钟总分：100分命题人一、选择题（共10题，每题6分，7-10为多选，共60分）1．关于作用力与反作用力的做功问题，以下说法中正确的是( )A．若作用力做了功，则反作用力必定也做功B．若作用力做正功，则反作用力必定做负功C．作用力和反作用力做功在数值上可以不相等D．仅依据作用力的做功状况就能够推断出反作用力的做功状况2．如图所示，质量相同的两物体从同一高度由静止起先运动，A沿着固是在地面上的光滑斜面下滑，B做自由落体运动．两物体分别到达地面时下列说法正确的是（）A．重力的平均功率B．重力的平均功率C．重力的瞬时功率D．重力的瞬时功率3．一个物体沿直线运动，其v-t图如图,已知在前2s合外力对物体做的功为W,则( ) A．从第1s末到第2s末合外力做功为WB．从第3s末到第5s末合外力做功为WC．从第5s末到第7s末合外力做功为WD．从第3s末到第5s末合外力做功为-W4．如图所示的轨道由倾角为45°的斜面与水平面连接而成，将一小球(可看成质点)从斜面顶端以3J的初动能水平抛出。

不计空气阻力，经过一段时间，小球以9J的动能第一次落在轨道上。

若将此小球以6J的初动能从斜面顶端水平抛出，则小球第一次落在轨道上的动能为( )A．9J B．12J C．15J D．30J5．射击时，子弹在枪筒中的运动可以看作匀加速直线运动。

已知子弹的初速度为零，加速度为a=5×105m／s2，在枪筒内运动的位移为x=0.64m。

依据以上条件，不能求出的物理量是( )A．子弹射出枪口时的速度B．子弹射出枪口时的动能C．子弹在枪筒内运动的平均速度D．子弹在枪筒内运动的时间6．一物体以初速度竖直向上抛出，落回原地速度为，设物体在运动过程中所受的阻力大小保持不变，则重力与阻力大小之比为A．3：1 B．4：3 C．5：3 D．7：57．两个行星的质量分别为m1和m2，绕太阳运行的轨道半径分别是r1和r2，若它们只受太阳引力的作用，那么这两个行星的向心加速度之比为（）A．1 B．1122m rm rC．1221m rm rD．2221rr7．如图所示，两个完全相同的小球A、B，在同一高度处以相同大小的初速度v0分别水平抛出和竖直向上抛出，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．两小球落地时的速率相同 B．两小球落地时，重力的瞬时功率相同C．从起先运动至落地，重力对两小球做功相同D．从起先运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同8．质量m=200kg的小型电动汽车在平直的马路上由静止启动，图象甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图象乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。

几种力做功的特点及求解方法作者：徐君生来源：《新高考·高一物理》2012年第04期功是物理学中一个非常重要的物理量，它是解决物理问题三大途径之一——动能定理方程中的关键物理量，同时也是解答物理习题重要方法之一——功能原理中至关重要的物理量. 因此能正确把握物体受到的各个力做功的特点及大小的求解方法就显得至关重要. 本文试就结合具体事例给同学们总结一下已学过的几种力做功的特点，为机械能守恒定律这一章内容的学习打下坚实的基础.■ 1. 恒力做功如果F是恒力，则求解恒力做功的基本方法是应用功的公式计算. 对功的计算式W=Fxcosα的使用，除知道F必须是恒力外，还应知道x的含义，公式中的x为力的作用点对地的位移. 对x的理解着重在三点：一是x是位移，位移的大小只与始末位置有关，所以恒力做功的特点是与移动的路径无关，只与始末位置有关，其典型代表就是重力；二是x为对地位移，一定是以地面为参考系而非相对位移；三是x是力的作用点对地位移而不是物体对地位移，这两个位移在绝大多数情况下没有区别，但如果力通过动滑轮施加到物体上，则这两个位移就完全不一样了，请看例1.■ 例1 一恒力F通过一动滑轮拉物体，沿光滑水平面前进了距离s. 在运动过程中，F与水平方向保持θ角不变，求该过程中拉力所做的功.■ 解析此题最容易得出的答案是WF=Fxcosθ，错误的原因就是没有正确理解公式中x的含义，正确答案应该是：设在绳上打一个结，见图2中的A点，力的作用点位移应该是图中AB长，设为L，则WF=FLcosα，只不过图中的L及α均不知，而求解L及α比较麻烦，所以本题采用等效替代法求解，拉力F作用在物体上的等效力为F+Fcosθ，所以等效力做功为（F+Fcosθ）x.■ 2. 变力做功变力做功不能直接用W=Fxcosθ公式计算，求解变力做功常用如下几种方法.（1）求解变力做功的方法方法一：平均值法. 当F是变力时，如果能求出F的平均值，则W=■xcosθ，只是中学范围内会计算平均值的情况就是力F随位移x线性变化，则平均值■=（F1+F2）/2.方法二：图象法. 若F随位移变化，且能画出F—x图象，则W可用F—x图象与x轴所包围的面积表示，这种F—x图象称之为示功图. x轴上方的面积表示力对物体做正功的多少，x 轴下方的面积表示力对物体做负功的多少.方法三：分段法（微元法）. 微元法是物理学中非常重要的方法，其基本思想就是化“变”为“恒”，把物体运动的位移分割为若干小段，每一个小段F为定值或近似当做定值，则每一小段可用公式?驻W=F?驻xcosθ，然后把每一小段做功累加求和得到总功.方法四：等效替代法. 若某一变力做的和某一恒力做的功相等，则可以用求得的恒力的功来作为变力的功.方法五：动能定理法. 动能定理是中学范围内求解变力做功的最基本方法，有关动能定理的应用限于篇幅这里不再赘述.（2）几种特殊变力做功的结论结论一：以弹簧或橡皮绳为代表的弹力，其F与x成正比，应用图象法可得到弹簧被拉升或压缩x时弹力做的功为W=-kx2/2；结论二： f 大小不变，方向始终与速度v方向相反，应用微元法可得W f =- f s总，式中s 总是物体走过的总路程.结论三：力的方向始终与速度v的方向垂直，应用微元法知这个力不做功（W=0）.■ 3. 作用力与反作用力做功（1）一般作用力与反作用力作用力与反作用力尽管大小相等，但由于作用在两个不同的物体上，这两个物体对地位移不一定相等，所以如果没有具体指明是什么力就笼而统之称作作用力与反作用力做功，则它们之间没有必然关系，没有作用力做正功反作用力一定做负功的说法. 例如放在光滑水平面上的两个磁体从静止开始在相互吸引力作用下的运动，作用力与反作用力均做正功；再如放在水平桌面上的物体在外加拉力作用下运动，则桌面对物体的摩擦力做负功，而物体对桌面的摩擦力不做功等.（2）几种特殊的作用力反作用力做功的特点总结结论一：一对静摩擦力做功之和一定为零；结论二：一对滑动摩擦力做功之和一定为负；结论三：一对弹力做功之和一定为零.■ 4. 合力做功（1）合力做功的求解方法由合力与分力的等效替代关系知，合力与分力做功也可以等效替代，由此计算合力功的方法有两种：一是先求物体所受到的合力，再根据公式W=Fxcosθ求合力做的功. 二是根据W=Fxcosθ，求每个分力做的功W1、W2、W3……再根据W合=W1+W2+W3+……求合力做的功. 两种求解合力做功的方法要依据题目特点灵活运用，如物体处于平衡状态或某一方向受力平衡时，先求合力再求功的方法简单有效；如已知物体受力中有的不做功，有的做功，且方便求得该力的功（如重力的功），选择第二种方式简单方便.（2）重要结论及应用同一根绳或同一轻杆对与之相连的两物体做功之和一定为零. 由于绳或轻杆的弹力一般不知，所以求解绳或轻杆的弹力做功比较困难. 如果把这两个物体当做一个整体，因为绳或杆的弹力做功之和为零，从而可以避开弹力做功的问题.■ 例2 如图3在光滑水平面上质量为M物体通过细绳和定滑轮与质量为m的物体相连，整体从静止开始运动，已知m与地面之间的距离为h，求当m着地时两者的速度.■ 解析绳对m做功，做功的多少与绳拉力大小有关，但绳拉力不知，尽管可以求出，毕竟转了一个弯，所以以M和m为整体作为研究对象，则整体只有重力做功，根据重力做功的特点可知：mgh=■（M+m）v2从而求出m着地时的速度v=■。

总第246期2013年6月(下)The Science Education Article Collects Total.246June2013(C)摘要作用力和反作用力做功情况的分析是学生学习的难点，作用力与反作用力由于等大而反向，故而不少同学就想当然地产生了它们做功一定也是一正一负且代数和为零的错误看法。

还经常出现根据作用力的做功情况判断反作用力的做功情况的错误做法，下面对作用力和反作用力的做功特点就这个问题举例分析如下。

关键词作用力和反作用力做功情况判断Six Conditions of Action and Reaction Acting//Yang ShengquanAbstract The analysis on conditions of action and reaction acting is a difficult point in students'learning,and some mistakes often occur in students'practical analysis.This paper mainly illustrate the issue from several aspects.Key words action and reaction;acting;situation judgment1作用力和反作用力都不做功如图1所示，一根不可伸长的细绳拴住一个小球在竖直平面内做圆周运动，求小球对细绳的拉力和细绳对球的拉力做功情况怎样？解析：细绳对小球的拉力和小球对细绳的拉力是一对作用力与反作用力。

细绳对球的拉力沿着细绳收缩的方向指向圆心，此力与小球的运动方向垂直，对小球不做功；小球对细绳的拉力方向与细绳伸长的方向相同，由于细绳不可伸长，故球对细绳的拉力不做功。

图12一对作用力和反作用力都做正功图2如图2所示，在光滑绝缘水平面上有两个带正电小球，所带电量均为Q。

常见几种做功的判断一、摩擦力做功1、滑动摩擦力做功情况例题：如图，求摩擦力对滑块和木板做的功各是多少？（滑块与木板间的动摩擦因数是μ）思考：（1）滑块与木板间的摩擦力是静摩擦力还是动摩擦力？（2）滑动摩擦力可以做负功吗？可以做正功吗？（3）一对滑动摩擦力做功的代数和是正是负？2、学生练习：如图，水平传送带以速度v匀速运动，将质量为m的小物体轻放在传送带的一端。

（1）试分析物体的运动情况。

（2）设其动摩擦因数为μ，求物体加速的位移。

（3）在这一加速过程中，分别求出滑动摩擦力对物体和皮带所做的功。

并验证例中的结论。

学生讨论：滑动摩擦力可以不做功吗？若可以，举例说明。

总结：滑动摩擦力可以做负功，也可以做正功，还可以不做功。

一对滑动摩擦力做功的代数和必为负。

3、静摩擦力做功情况：（1）学生回顾：在本节所讲的例题中，有静摩擦力做功的题吗？你能总结静摩擦力做功的特点吗？（2）例题分析：如图，设A、B的分别为2kg和3kg。

在水平恒力10的作用下，它F N们一起前进了2s，求这2s内A、B间的静摩擦力分别对A、B做的功。

学生讨论：静摩擦力可以不做功吗？举例说明。

总结：静摩擦力可以做正功，可以做负功，还可以不做功。

一对静摩擦力做功的代数和必为零。

二、一对平衡力做功的特点：思路一：一对平衡力等大反向，作用于同一个物体设物体的位移即为一对平衡力的位移，即一对平衡力的位移一样。

一个做正功，另一个一定做负功。

代数和一定为零。

思路二：因一对平衡力的合力为零，所以一对平衡力做功的代数和相当于它们合力做的功，必定为零，若一个做正功，另一个必做负功。

若物体不动，两个力均不做功总结：三、学生讨论：1、一对作用力与反作用力做功情况2、重力做功特点。