专题:一对相互作用力做功、摩擦力做功 上课用
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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。
谈摩擦力做功和相互作用力做功一、静摩擦力可以不做功、做正功或做负功1、静摩擦力不做功用水平外力推桌子但未推动,此时桌子所受摩擦力为静摩擦力。
由于桌子相对地面位移为零,所以静摩擦力对桌子不做功。
手握杯子水平左右移动,静摩擦力对杯子不做功。
一橡皮放转台上随转台一起做匀速圆周运动,静摩擦力不做功2、静摩擦力可以做负功若工件随传送带一起匀速下降,静摩擦力对工件也做负功。
3、静摩擦力可以做正功若工件随传送带一起匀速上升,静摩擦力对工件也做负功。
两个物体叠放在一起放在光滑的水平面上,用力拉上面的物体,两个物体一起向前运动,下面的物体受到的静摩擦力向前做正功,上面的物体受到的静摩擦力向后,做负功4、是不是物体受到静摩擦力,又发生了位移(相对大地),静摩擦力就一定做功呢?综上所述:静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。
二、滑动摩擦力总是可以不做功、做正功或负功1、动摩擦力不做功手在桌子里来回摩擦,滑动摩擦力对桌子不做功2、动摩擦力做负功箱子在地面上滑行,摩擦力阻碍物体运动,做负功。
3、滑动摩擦力能做正功如图1所示,传送带在动力驱使下匀速运动,当煤从漏斗落到传送带的瞬间,煤块的水平速度为零,煤块相对传送带向后滑动,因而受到向前的滑动摩擦力作用。
以地面为参照,煤块所受滑动摩擦力方向与位移方向相同,所以滑动摩擦力对煤块做正功。
图1三、相互作用的两个摩擦力做功1、相互作用的两个静摩擦力,若其中一个力做了正功,另一个力一定做等大的负功吗?一对静摩擦力作用的物体间无相对滑动,故位移始终相等,而二力大小相等,方向相反,因而做功之和为零。
2、两个相互作用的滑动摩擦力做功的情况又如何呢?(1)可以都做负功。
搓手,动摩擦力对两只手都做负功(2)可以一个滑动摩擦力做负功,而另一个力不做功。
手指在桌面来回摩擦,动摩擦力对手做负功对桌子做正功(3)可以一个滑动摩擦力做正功,另一个力做负功,而且两个功的代数和一定为负值。
因为物体间存在滑动摩擦力时,由于物体间存在相对运动,位移大小不同,所以一对滑动摩擦力必做负功。