高中物理:關(guān)于摩擦力做功的三個(gè)誤區(qū)解讀

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三學(xué)習(xí)指導(dǎo) 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

在高中物理教學(xué)過(guò)程中,大多數(shù)的學(xué)生對(duì)于摩擦力做功問(wèn)題,存在很多理解和認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)。以下就針對(duì)大家在學(xué)習(xí)該部分知識(shí)的過(guò)程中出現(xiàn)的一些問(wèn)題進(jìn)行歸納、總結(jié)和分析,以使同學(xué)們深刻理解摩擦力做功的內(nèi)涵,達(dá)到靈活應(yīng)用的目的。

1、摩擦力總對(duì)物體做負(fù)功嗎?

高中物理學(xué)習(xí)中遇到的很多問(wèn)題中,摩擦力都阻礙物體運(yùn)動(dòng),對(duì)物體做負(fù)功,這就很容易使我們產(chǎn)生一種錯(cuò)覺(jué):摩擦力總是做負(fù)功。其實(shí),無(wú)論是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力,對(duì)一個(gè)物體所做的功均可正、可負(fù),也可為零。不能認(rèn)為摩擦力總是對(duì)物體做負(fù)功。判斷一個(gè)力是做正功還是做負(fù)功,要看這個(gè)力的方向與位移方向之間的夾角α是滿足0°≤α<90°,還是滿足90°<α≤180°。

例如,手握重物向上運(yùn)動(dòng)時(shí),靜摩擦力做正功;手握重物向下運(yùn)動(dòng)時(shí),靜摩擦力做負(fù)功;手握重物不運(yùn)動(dòng)時(shí),靜摩擦力不做功。

在行駛的車上,一個(gè)物體沿斜面向車行的方向滑下,滑動(dòng)摩擦力做負(fù)功;如果物體沿斜面向車行的反方向滑下,滑動(dòng)摩擦力做正功;用板擦擦黑板,滑動(dòng)摩擦力對(duì)黑板不做功。

如圖1,A、B疊放在水平面上,用水平力F拉A,使A、B以一起沿水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。這一過(guò)程中,水平面對(duì)A的滑動(dòng)摩擦力fA做負(fù)功,而靜摩擦力對(duì)B卻做正功(B所受的靜摩擦力fB方向水平向右)。如圖2,B用水平繩與墻壁相連,當(dāng)A向右滑出時(shí),因B沒(méi)有位移,故B所受的滑動(dòng)摩擦力fB對(duì)B做功為零。如圖3,以水平力拉A,使A沿B的上表面向右滑動(dòng),B由于受A對(duì)B的滑動(dòng)摩擦力fB(方向水平向右)的作用,也跟著向右滑行。顯然這一過(guò)程中,B所受的滑動(dòng)摩擦力fB對(duì)B做了正功。

2、一對(duì)靜摩擦力所做功的代數(shù)和一定為零?

對(duì),當(dāng)兩物體間的摩擦力為靜摩擦力時(shí),由于兩物體間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng),故兩物體的位移相同。兩物體相互作用的靜摩擦力大小相等、方向相反,因而這兩個(gè)靜摩擦力所做功必定一正、一負(fù),絕對(duì)值相等。因此,一對(duì)靜摩擦力所做功的代數(shù)和必定為零。

3、一對(duì)滑動(dòng)摩擦力所做功的代數(shù)和一定為負(fù)值,對(duì)嗎?

當(dāng)兩物體間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力時(shí),由于兩物體間有了相對(duì)運(yùn)動(dòng),故兩物體的位移必不相同;瑒(dòng)摩擦力對(duì)兩物體做功的代數(shù)和一定不為零。可以證明,一對(duì)滑動(dòng)摩擦力所做功的代數(shù)和一定為負(fù)值。如圖4中,A、B間的滑動(dòng)摩擦力對(duì)A做負(fù)功,對(duì)B不做功,代數(shù)和為負(fù)值。又如圖5中,A對(duì)B的滑動(dòng)摩擦力做正功,B對(duì)A的滑動(dòng)摩擦力做負(fù)功,但A的位移大于B的位移, 故代數(shù)和仍為負(fù)值。一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的代數(shù)和總為負(fù)值,說(shuō)明了在有滑動(dòng)摩擦力作用時(shí),一定有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。


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