高考物理 摩擦力做功的特點素材蘇教版

1、摩擦力做功的特點對摩擦力做功，存在著不少錯誤認識，如：“靜摩擦力總不做功；滑動摩擦力總是做負功”等等。那么，究竟怎樣認識摩擦力做功呢？下面，我們通過實例來總結摩擦力做功所具有的特點。首先，不論是靜摩擦力，還是滑動摩擦力，它們做功都與物體通過的路徑有關。l例題：一長為L的輕桿一端用鐵鏈固結在O點，另一端固結一個質量為m的物體，使其在粗糙水平面內做圓周運動，設物體所受的滑動摩擦力大小為f，求在物體轉動一周過程中摩擦力所做的功。解析：因為物體所受的滑動摩擦力方向與物體運動方向相反，始終在圓周的切線方向，所以滑動摩擦力為變力，將物體運動軌道圓周分割成無窮多個小段，設每一小段位移為S，每一小段對應的弧長

2、為l，如圖所示，在每一個小段上，可以認為f的方向不變，則在該小段上，f做的功可由恒力做功的公式計算W=fscos180=fs，顯然s越小，s與相應的弧長l 的差異就越小。當l 0時，sl，故可用l代替s，則W=fscos180=fs=fl，再將每個小段上的滑動摩擦力所做的功累加起來，就可以得到物體轉動一周的過程中摩擦力所做的功W總=fscos180=fs=f l=f2L。其次，靜摩擦力和滑動摩擦力還有一些特點，下面進行分別歸納總結。 一、靜摩擦力做功的特點 如果兩個物體保持相對靜止，它們間的摩擦力是靜摩擦力，這一對靜摩擦力中如果有一個對某物體做正功，則它的反作用力一定對另一個物體做負功，而且它

3、們的代數和一定為零（這是因為這兩個靜摩擦力的大小相等、方向相反、而兩個物體的位移又總是相等的緣故）。從能量的觀點看，一對靜摩擦力做功的結果，只是使機械能從其中的一個物體向另一個物體轉移，并沒有機械能向內能的轉化，即沒有摩擦生熱。 例題：在一水平面上疊放著兩個木塊A、B，如圖所示，求下列兩種情況下，A、B間的摩擦力對A、B所做的功及由于靜摩擦力做功時能量的轉化情況。 （1）力F作用在A上，A、B靜止。（2）力F作用在B上，A、B一起以相同加速度運動，其位移為s。解：（1）受力分析如右圖所示（這里僅分析水平方向受力，以下同）。由于A、B相對靜止，所以間沒有靜摩擦力作用，且它們的位移也都為零，所以A

4、B間的靜摩擦力都不做功，即WAWB0。當然，這一對靜摩擦力做的總功也為零。（2）受力分析如右圖所示。靜摩擦力fA對A做正功：WAfs，使A的動能增加。靜摩擦力fB對B做負功：WBfs，使B的動能減少。由于fAfB，是一對作用力與反作用力。一對靜摩擦力做的總功為：WWAWB0。由此可以得出靜摩擦力做功具有以下特點：1、靜摩擦力可以做正功，也可以做負功，還可以不做功，但不是總不做功。2、靜摩擦力對一個物體是外力，所做的功改變該物體的機械能。但對相互摩擦的系統(tǒng)來說是內力，一對靜摩擦力所做功的代數和總等于零。即在靜摩擦力所做功的過程中，不改變系統(tǒng)的機械能，只使機械能從一個物體轉化到另一個物體，而沒有機

5、械能轉化為其它形式的能，無摩擦生熱，但靜摩擦力的功起了一種特殊的作用傳遞機械能。即這一對靜摩擦力做功的過程，實質是機械能在整體的各部分之間傳遞、轉移的過程，并不生熱。例如在上例中，通過靜摩擦力做功，木塊B將一部分機械能傳遞給木塊A，此過程A、B整體機械能的增量與力F做功的數值是相等的。二、滑動摩擦力做功的特點如果兩物體之間存在著相對滑動，并且有相互作用的滑動摩擦力，這一對滑動摩擦力分別對兩個物體做功，共有如下三種可能：1、一個做正功，另一個做負功；2、一個做負功，另一個不做功；3、兩個都做負功。這三種情況的共同點是它們的代數和總是負值，它反映的物理實質是：一對滑動摩擦力做功的總的結果除了使一部

6、分機械能從一個物體向另一個物體轉移以外，還使一部分機械能向內能轉化，即“摩擦生熱”。例題：設有一質量為m的木塊A，一水平速度v0滑上一放在光滑水平面上，質量為M的物塊B，如圖。求下列兩種情況下，滑動摩擦力對木塊A、物塊B及系統(tǒng)所作的功和各子動能的變化。（1）物塊固定，木塊在物塊上滑行距離為L；（2）物塊向前滑動位移為s，木塊在物塊上滑行距離為L，此時物快速度為vt。解：（1）物塊固定，受力如右圖所示?；瑒幽Σ亮A對木塊做負功：W木fAL滑動摩擦力fB對物塊不做功：W物fB00?；瑒幽Σ亮ψ龅目偣Γ篧W木W物fAL（2）物塊不固定，受力分析如右下圖所示滑動摩擦力fA對木塊做負功：W木fA（sL） 滑動摩擦力fB對物塊做正功：W物fBs。 滑動摩擦力對系統(tǒng)做的總功：WW木W物fA（sL）fBs fA L (fAfB)由以上可以得到滑動摩擦力做功具有以下的特點：1、滑動摩擦力可以不做功，可以做正功，也可以做負功，但并不總是做負功。2、一對滑動摩擦力所做功的過程：一是使相互摩擦的物體通過滑動摩擦力做功將部分機械能由一個物體轉移到另一個物體上；二是使系統(tǒng)的部分機械能轉化為內能。3、在相互摩擦的物體系統(tǒng)中，一對相互作用的滑動摩擦力所作的總功與參照系的選擇無關，其值總是負值，它等于一個滑動摩擦力的大小和相互摩擦的兩個物體相對位移的乘積，也等于系統(tǒng)增加的內能（摩擦產生的熱