摩擦做功使温度升高(Student)
高中物理摩擦力做功的常见问题分享
高中物理摩擦力做功的常见问题分享1. 什么是摩擦力做功?摩擦力做功是指摩擦力通过使物体产生位移而对物体做功的现象。
当物体在施加摩擦力的作用下沿平面运动或者绕轴旋转时,摩擦力对物体产生的位移方向与力的方向相反,从而使物体具有动能。
2. 摩擦力做功跟什么相关?摩擦力做功与物体的质量、速度、摩擦系数以及位移的长度有关。
物体质量越大,其动能越大,从而摩擦力做功越大。
物体速度越大,其动能越大,摩擦力做功越大。
摩擦系数越大,物体所受的摩擦力越大,摩擦力做功越大。
位移长度越大,摩擦力所做的功越大。
3. 如何计算摩擦力做功?摩擦力做功可以通过以下公式来计算:功 = 摩擦力× 位移× cosθ功的单位是焦耳(J),摩擦力的单位是牛顿(N),位移的单位是米(m),θ表示摩擦力施加方向和物体移动方向之间的夹角。
4. 摩擦力做功是否总是负值?不是的。
摩擦力做功可以是正值、负值或零值。
当物体受到的摩擦力与其运动方向相摩擦力做功为正;当物体受到的摩擦力与其运动方向相反时,摩擦力做功为负;当物体静止或者匀速运动时,摩擦力做功为零。
5. 什么情况下摩擦力做功为零?当物体静止不动或者以恒定速度运动时,摩擦力所做的功为零。
因为此时摩擦力与物体的位移方向相反,但大小与位移成正比,所以摩擦力所做的功为零。
6. 如何减小摩擦力做功?要减小摩擦力做功,可以减小物体与物体之间的摩擦系数,或者减小物体的速度和位移。
可以通过给物体涂抹润滑剂,使用滚珠轴承等方法减小摩擦系数;可以减小物体的速度和位移来减小摩擦力做功。
7. 摩擦力做功有什么实际应用?摩擦力做功在日常生活中有很多实际应用。
当我们骑自行车时,摩擦力使我们的脚能够以一定的力气踩住脚蹬,并通过转动链条使自行车前进;当我们行走时,摩擦力使我们的脚能够推动地面并产生位移。
摩擦力做功还可以产生热量,例如搓手产生的热量就是由摩擦力做功产生的。
摩擦力做功是指摩擦力通过使物体产生位移而对物体做功的现象,与物体的质量、速度、摩擦系数以及位移的长度有关。
摩擦力做功与产生热能的关系
摩擦力做功与产生热能的关系众所周知,恒力做功的公式为W=F.Scosθ, 但当做功的力涉及到摩擦力时,往往会使问题变的复杂化. 我们知道摩擦力属于“耗散力”,做功与路径有关,如果考虑摩擦力做功的过程中与产生热能关系时,很多学生就会对之束手无策,从近几年的高考命题中,这类问题是重点也是难点问题,以下就针对摩擦力做功与产生热能的关系作一总结的分析.1.摩擦力做功的特点与产生热能的机理.根据,<费曼物理学讲义>中的描述:“摩擦力的起因:从原子情况来看,相互接触的两个表面是不平整的,它们有许多接触点,原子好象粘接在一起,于是,当我们拉开一个正在滑动的物体时,原子啪的一下分开,随及发生振动,过去,把这种摩擦的机理想象的很简单,表面起因只不过布满凹凸不同的形状,摩擦起因于抬高滑动体越过突起部分,但是事实不可能是这样的,因为在这种情况中不会有能量损失,而实际是要消耗动力的。
动力消耗的机理是当滑动体撞击突起部分时,突起部分发生形变,接着在两个物体中产生波和原子运动,过了一会儿,产生了热。
”从以上对摩擦力做功与产生热能的机理的描述,我们从微观的角度了解到摩擦生热的机理,"所以,我们对“做功”和“生热”实质的解释是:做功是指其中的某一个摩擦力对某一个物体做的功,而且一般都是以地面为参考系的,而“生热”的实质是机械能向内能转化的过程。
这与一对相互作用的摩擦力所做功的代数和有关。
为了说明这个问题,我们首先应该明确摩擦力做功的特点.2.摩擦力做功的特点.我们学习的摩擦力包括动摩擦力和静摩擦力,它们的做功情况是否相同呢?下面我们就分别从各自做功的特点逐一分析。
2.1静摩擦力的功静摩擦力虽然是在两个物体没有相对位移条件下出现的力,但这不等于静摩擦力做功一定为零。
因为受到静摩擦力作用的物体依然可以相对地面或其它参考系发生位移,这个位移如果不与静摩擦力垂直,则静摩擦力必定做功,如果叠在一起的两个木块A、B,在拉力F的作用下沿着光滑水平面发生一段位移s,图一所示,则A物体受到向前的静摩擦力f0对A作正功W= f0s图一图二在圆柱体沿水平面向前无滑滚动时,(图二所示),虽然圆柱体相对地面存在位移,但地面对车轮的静摩擦力f 0并不做功,这时,不能认为滚动的圆柱体是一个质点,从地面参考系来看,在一段微小时间间隔内,f 0作用于地面接触的圆柱体边缘一点A,对于静摩擦力f 0而言A的瞬时速度v A=0,故A的微小位移dr =v Adt =0,元功为零,下一个微小时间间隔内,静摩擦力f 0则作用在另一个质点B,同样元功为零.所以滚动过程中静摩擦力f 0对圆柱体做功为零.在此过程中,滚动摩擦要阻止圆柱体滚动,柱体需要克服这种阻碍消耗能量做功,但这主要是克服滚动过程中地面形变后产生的支持力所导致的阻力矩的功.高中阶段,一般我们只分析第一种情况的静摩擦力的做功情况.由以上分析,我们可以归纳出静摩擦力做功有以下特点:1、静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功.2、在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的相互转移,而没有机械能相互为其它形式的能.3、相互作用的系统内,一对静摩擦力所做的功的和必为零。
摩擦力做功与产生热能的关系
摩擦力做功与产生热能的关系众所周知,恒力做功的公式为W=F.Scosθ, 但当做功的力涉及到摩擦力时,往往会使问题变的复杂化. 我们知道摩擦力属于“耗散力”,做功与路径有关,如果考虑摩擦力做功的过程中与产生热能关系时,很多学生就会对之束手无策,从近几年的高考命题中,这类问题是重点也是难点问题,以下就针对摩擦力做功与产生热能的关系作一总结的分析.1.摩擦力做功的特点与产生热能的机理.根据,<费曼物理学讲义>中的描述:“摩擦力的起因:从原子情况来看,相互接触的两个表面是不平整的,它们有许多接触点,原子好象粘接在一起,于是,当我们拉开一个正在滑动的物体时,原子啪的一下分开,随及发生振动,过去,把这种摩擦的机理想象的很简单,表面起因只不过布满凹凸不同的形状,摩擦起因于抬高滑动体越过突起部分,但是事实不可能是这样的,因为在这种情况中不会有能量损失,而实际是要消耗动力的。
动力消耗的机理是当滑动体撞击突起部分时,突起部分发生形变,接着在两个物体中产生波和原子运动,过了一会儿,产生了热。
”从以上对摩擦力做功与产生热能的机理的描述,我们从微观的角度了解到摩擦生热的机理,"所以,我们对“做功”和“生热”实质的解释是:做功是指其中的某一个摩擦力对某一个物体做的功,而且一般都是以地面为参考系的,而“生热”的实质是机械能向内能转化的过程。
这与一对相互作用的摩擦力所做功的代数和有关。
为了说明这个问题,我们首先应该明确摩擦力做功的特点.2.摩擦力做功的特点.我们学习的摩擦力包括动摩擦力和静摩擦力,它们的做功情况是否相同呢?下面我们就分别从各自做功的特点逐一分析。
2.1静摩擦力的功静摩擦力虽然是在两个物体没有相对位移条件下出现的力,但这不等于静摩擦力做功一定为零。
因为受到静摩擦力作用的物体依然可以相对地面或其它参考系发生位移,这个位移如果不与静摩擦力垂直,则静摩擦力必定做功,如果叠在一起的两个木块A、B,在拉力F的作用下沿着光滑水平面发生一段位移s,图一所示,则A物体受到向前的静摩擦力f0对A作正功W= f0s图一图二在圆柱体沿水平面向前无滑滚动时,(图二所示),虽然圆柱体相对地面存在位移,但地面对车轮的静摩擦力f 0并不做功,这时,不能认为滚动的圆柱体是一个质点,从地面参考系来看,在一段微小时间间隔内,f 0作用于地面接触的圆柱体边缘一点A,对于静摩擦力f 0而言A的瞬时速度v A=0,故A的微小位移dr =v Adt =0,元功为零,下一个微小时间间隔内,静摩擦力f 0则作用在另一个质点B,同样元功为零.所以滚动过程中静摩擦力f 0对圆柱体做功为零.在此过程中,滚动摩擦要阻止圆柱体滚动,柱体需要克服这种阻碍消耗能量做功,但这主要是克服滚动过程中地面形变后产生的支持力所导致的阻力矩的功.高中阶段,一般我们只分析第一种情况的静摩擦力的做功情况.由以上分析,我们可以归纳出静摩擦力做功有以下特点: 1、静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功.2、在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的相互转移,而没有机械能相互为其它形式的能.3、相互作用的系统内,一对静摩擦力所做的功的和必为零。
摩擦力做功和产生热能的关系
摩擦力做功与产生热能的关系众所周知,恒力做功的公式为W=F.Scosθ, 但当做功的力涉及到摩擦力时,往往会使问题变的复杂化. 我们知道摩擦力属于“耗散力”,做功与路径有关,如果考虑摩擦力做功的过程中与产生热能关系时,很多学生就会对之束手无策,从近几年的高考命题中,这类问题是重点也是难点问题,以下就针对摩擦力做功与产生热能的关系作一总结的分析.1.摩擦力做功的特点与产生热能的机理.根据,<费曼物理学讲义>中的描述:“摩擦力的起因:从原子情况来看,相互接触的两个表面是不平整的,它们有许多接触点,原子好象粘接在一起,于是,当我们拉开一个正在滑动的物体时,原子啪的一下分开,随及发生振动,过去,把这种摩擦的机理想象的很简单,表面起因只不过布满凹凸不同的形状,摩擦起因于抬高滑动体越过突起部分,但是事实不可能是这样的,因为在这种情况中不会有能量损失,而实际是要消耗动力的。
动力消耗的机理是当滑动体撞击突起部分时,突起部分发生形变,接着在两个物体中产生波和原子运动,过了一会儿,产生了热。
”从以上对摩擦力做功与产生热能的机理的描述,我们从微观的角度了解到摩擦生热的机理,”所以,我们对“做功”和“生热”实质的解释是:做功是指其中的某一个摩擦力对某一个物体做的功,而且一般都是以地面为参考系的,而“生热”的实质是机械能向内能转化的过程。
这与一对相互作用的摩擦力所做功的代数和有关。
为了说明这个问题,我们首先应该明确摩擦力做功的特点.2.摩擦力做功的特点.我们学习的摩擦力包括动摩擦力和静摩擦力,它们的做功情况是否相同呢?下面我们就分别从各自做功的特点逐一分析。
2.1静摩擦力的功静摩擦力虽然是在两个物体没有相对位移条件下出现的力,但这不等于静摩擦力做功一定为零。
因为受到静摩擦力作用的物体依然可以相对地面或其它参考系发生位移,这个位移如果不与静摩擦力垂直,则静摩擦力必定做功,如果叠在一起的两个木块A、B,在拉力F的作用下沿着光滑水平面发生一段位移s,图一所示,则A物体受到向前的静摩擦力f0对A作正功W= f0s图一图二在圆柱体沿水平面向前无滑滚动时,(图二所示),虽然圆柱体相对地面存在位移,但地面对车轮的静摩擦力f 0并不做功,这时,不能认为滚动的圆柱体是一个质点,从地面参考系来看,在一段微小时间间隔内,f 0作用于地面接触的圆柱体边缘一点A,对于静摩擦力f 0而言A的瞬时速度v A=0,故A的微小位移dr =v Adt =0,元功为零,下一个微小时间间隔内,静摩擦力f 0则作用在另一个质点B,同样元功为零.所以滚动过程中静摩擦力f 0对圆柱体做功为零.在此过程中,滚动摩擦要阻止圆柱体滚动,柱体需要克服这种阻碍消耗能量做功,但这主要是克服滚动过程中地面形变后产生的支持力所导致的阻力矩的功.高中阶段,一般我们只分析第一种情况的静摩擦力的做功情况.由以上分析,我们可以归纳出静摩擦力做功有以下特点:1、静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功.2、在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的相互转移,而没有机械能相互为其它形式的能.3、相互作用的系统内,一对静摩擦力所做的功的和必为零。
九年级物理全册第十四章内能的利用知识点总结归纳(带答案)
九年级物理全册第十四章内能的利用知识点总结归纳单选题1、恩格斯曾说过:“摩擦生火第一次使人支配了一种自然力,从而最终把人和动物分开。
”如图所示,“钻木取火”时()A.产生的内能无法自主转化为其他形式的能B.能量的转换与热机的做功冲程相同C.手握的木钻将内能转移给了木柴D.木柴燃烧越充分,其热值越高答案:AA.能量的转化和转移具有方向性,所以,“钻木取火”过程中产生的内能无法自主转化为其他形式的能,故A 正确;B.“钻木取火”过程中把机械能转化为内能,是通过做功的方式改变物体的内能;热机的做功冲程中,内能转化为机械能,故能量的转换与热机的做功冲程不同,故B错误;C.钻木取火时钻与木头相互摩擦做功,机械能转化为木头的内能,是通过做功的方式改变物体的内能,而并非是能量的转移,故C错误;D.燃料的热值是燃料本身的一种特性,热值大小与燃料燃烧情况无关,故D错误。
故选A。
2、汽车是人们常用的交通工具,下列与汽车有关的说法正确的是()A.汽车轮胎上制有花纹,是为了减小汽车对地面的压强B.汽车行车记录仪的摄像头相当于凸透镜,可以成倒立的实像C.载重汽车的车轮做得比较宽,是为了增大载重汽车对路面的压强D.给汽车提供动力的汽油机,其机械效率可以达到100%答案:BA.汽车轮胎上制有花纹,是为了增大接触面的粗糙程度增大汽车对地面的摩擦,故A错误;B.汽车行车记录仪的摄像头相当于凸透镜,可以成倒立的缩小实像,故B正确;C.载重汽车的车轮做得比较宽,是为了增大受力面积,减小载重汽车对路面的压强,故C错误;D.使用任何机械都不可避免要做额外功,所以机械效率不可以达到100%,故D错误。
故选B。
3、如图所示,一辆电动汽车在水平路面上匀速行驶,下列说法正确的是()A.若汽车突然刹车,乘客向前倾倒,是由于汽车的惯性造成的B.汽车受到的支持力是由于汽车轮胎发生形变产生的C.行驶过程中,电池储存的能量全部转化为汽车的机械能D.车身上方比车身下方空气流速大,压强小答案:DA.若汽车突然刹车,车内乘客向前倾倒,是由于乘客具有惯性,而不是汽车,故A错误;B.行驶过程中,汽车受到地面对汽车的支持力,施力物体是地面,所以是地面发生形变,故B错误;C.由于存在能量损耗,所以行驶过程中,电池储存的能量部分转化为汽车的机械能,另一部分转化为内能,故C错误;D.车身上方是流线型,小汽车高速行驶时,车身上方空气流速快、压强小,下方空气流速慢、压强大,故D 正确。
摩擦力做功与产生热能的关系
W= fs
下面就来讨论一下,在做功的过程产生了多少内能。(图四所示)
顶端粗糙的小车,放在光滑的水平面上,具有一定速度得到小木块由小车左端滑上小车,当木块与小车相对静止时木块相对小车的位移为d,小车相对于地面的位移为s,则滑动摩擦力对木块做功为
W木=-f(d+s)(1)
W= f0s
在圆柱体沿水平面向前无滑滚动时,(图二所示),虽然圆柱体相对地面存在位移,但地面对车轮的静摩擦力f0并不做功,这时,不能认为滚动的圆柱体是一个质点,从地面参考系来看,在一段微小时间间隔内,f0作用于地面接触的圆柱体边缘一点A,对于静摩擦力f0而言A的瞬时速度vA=0,故A的微小位移dr=vAdt=0,元功为零,下一个微小时间间隔内,静摩擦力f0则作用在另一个质点B,同样元功为零.所以滚动过程中静摩擦力f0对圆柱体做功为零.
3、相互作用的系统内,一对静摩擦力所做的功的和必为零。
所以,我们可以得出结论,静摩擦力做功但不生热。
2.2.动摩擦力的功的特点
滑动摩擦力对物体的相对滑动起阻碍作用,
但滑动摩擦力对物体所做的功并非一定为负功。
如图三所示,放在加速行驶的车厢中的货物,
相对车厢向后滑动,受到向前的滑动摩擦力f,
在一断时间间隔内,货-f(d+s)(2)
滑动摩擦力对小车做功为
W车=fs (3)
同理,小车动能增量为
△Ek车=fs(4)
由(2)(4)两式相加得:
△Ek木+△Ek车=-fd(5)
(5)式表明木块和小车组成的系统的机械能的减少等于滑动摩擦力与相对于小车的位移的乘积,这部分能量转化为内能,即生热。
在此过程中,滚动摩擦要阻止圆柱体滚动,柱体需要克服这种阻碍消耗能量做功,但这主要是克服滚动过程中地面形变后产生的支持力所导致的阻力矩的功.高中阶段,一般我们只分析第一种情况的静摩擦力的做功情况.
摩擦生热的原理
摩擦生热的原理摩擦生热是我们日常生活中常见的现象,它是指在物体相互摩擦的过程中产生的热量。
这一现象在工业生产、机械运动、能源利用等方面都有着重要的应用。
摩擦生热的原理涉及到物体表面的微观结构、分子间的相互作用等多个方面,下面我们将对摩擦生热的原理进行详细的探讨。
首先,我们需要了解摩擦生热的基本原理。
当两个物体相互摩擦时,它们的表面会产生摩擦力,这种摩擦力会使物体表面的分子发生位移和相互作用,从而产生热量。
这种热量的产生是由于分子的运动和相互作用所带来的能量转化而来的。
其次,摩擦生热的大小与摩擦表面的粗糙程度和压力有关。
一般来说,表面越粗糙,摩擦力越大,产生的热量也就越多。
而增加摩擦表面的压力也会增加摩擦力,从而增加摩擦生热的量。
另外,摩擦生热还与物体的材质有关。
不同的材质之间,由于分子结构和相互作用的差异,会产生不同程度的摩擦生热。
一般来说,硬度大、表面光滑的材质,摩擦生热的量会相对较小。
除此之外,温度也会对摩擦生热产生影响。
在较高的温度下,物体表面的分子会更加活跃,摩擦力也会增大,因此在高温环境下,摩擦生热的量会相对较大。
总的来说,摩擦生热是由于物体表面摩擦产生的热量。
其大小与摩擦表面的粗糙程度、压力、材质和温度等因素有关。
在工程实践中,我们可以根据摩擦生热的原理,合理设计和选用材料,减少能量损耗,提高能源利用效率。
综上所述,摩擦生热是一种重要的能量转化方式,它在我们的日常生活和工业生产中都有着重要的应用价值。
通过深入理解摩擦生热的原理,我们可以更好地利用这一现象,为社会发展和能源利用做出更大的贡献。
摩擦生热过程中,谁对谁做了功
2(720年第12期摩榛生热过程中,谁对谁做了功■慕志明摘要:通过凸显改变内能、利用内能和获取内能 的现实事例和简析,总结得出摩擦生热过程中,参与摩 擦的两个物体都在对对方做功,都增大了对方的内能, 提高了对方的温度,解释了人在行走、跑步和干活时会 出汗的原因.关键词:摩擦生热;摩擦力;做功;内能在北方三九天的早晨,学生刚进人特别寒冷的教 室时,手指冻的特别僵硬,伸都伸不直,这时上早自习 的老师就组织大家手对手不停的来回搓,很快两手就 都热的发烫,手指就变得非常灵活,能拿住书本了.若 在搓手的同时也不停地使劲用脚踩地的话,被冻的冰 冷的脚也会很快暖和起来.这是为什么?分子运动的初步知识告诉我们:一切物体都是由 分子或原子组成.由于构成物体的分子都在永不停息 地做无规则运动,所以分子具有动能,将其简称为分子 动能.由于分子之间存在着相互作用的引力,所以分子 具有势能,将其简称为分子势能.把分子动能和分子势 能的总和就叫做物体的内能1 .据此可知:一切物体都 具有内能.我们人也难以例外,也都具有内能.在寒冷 的室内生个火炉子,由于火炉子的温度高,室内空气和 人的温度低,火炉子的热量就会传递到室内空气和人 体,室内空气和人体都从火炉吸收了热量,内能增大, 温度升高,于是人就觉得暖和,这是利用热传递的方法 改变了我们的内能.利用热传递的方法改变物体内能 的现实实例还有:利用水暖、电暖和电热毯取暖等.当 您和客人握手,若您觉得客人的手很热时,您的手已经吸收了客人的热量,内能增大,温度升高.而客人的手 在觉得您手很冷的同时,也会不停地向您手放热,内能 减小,温度降低.若您俩握手的时间很长,则您就又不 会觉得客人的手热,客人的手也感觉不到您的手冷.这 时您手和客人手的温度相等,达到了热平衡.客人手上 的热量就不再向您手传递,您手也不会再吸收客人手 中的热量,因为发生热传递的条件是温度差.当您从温 暖的室内走到寒冷的室外时,由于您的温度高,室外空 气的温度低,您身上的热量就又会由您传向空气,空气 就会吸收您身体中的热量,使您的内能减小,温度降 低,您很快就会觉得很冷.当您赤脚站在海滩上时,您 觉得海滩很烫脚,是因为海滩的温度高,您脚的温度 低,海滩就会迅速向您脚放热,您脚也会迅速从海滩吸 热,内能迅速增大,温度迅速升高,于是您就觉得海滩 很烫.当您走到海水中时,由于海水的温度低于人体的 温度,您体内的热量就会被海水吸收,于是您的内能减 小,温度降低,您就觉得海水冷.将体温计刚放到您的 腋窝处时,您就觉得体计冰冷,此时体温计的温度低于 您腋窝处的温度,体温计吸收您腋窝处的热量,温度升 高.当体温计的温度等于您腋窝处的温度,达到热平衡 时,您就感觉不到体温计冷了,此时取出体温计,体温 计的示数恰巧就等于您身体的温度.这既是利用热传 递来改变物体内能和利用内能来加热在现实生活中的 具体运用.可见:当物体吸收热量时,内能增大,温度升 高,当物体放出热量时,内能减小,温度降低.这就是通 过热传递改变内能的结果.作者简介:慕志明(1970 -),男,甘肃宵镇原人,本科,中小学一级教师,主要从事初中物理教学研究• 49•数理化学习 f t ?)申 f f i j来回搓冰冷的双手时,若左手相对于右手向上滑, 则左手对右手施加了向下的摩擦力,而此时的右手也 向下滑,说明右手在左手给它施加向下的摩擦力方向 上通过了距离,左手对右手的摩擦力就对右手做了功, 右手的内能增大,温度升高.由于物体间力作用是相互 的,所以右手对左手也施加了同样大小、方向向上的摩 擦力,左手在右手施加向上摩擦力的方向上通过了距 离,右手对左手施加的摩擦力也就对左手做了功,左手 内能增大,温度升高.因为功等于力与物体在力的方向 上通过距离的乘积.只要物体在力的方向上通过了距 离,力就对物体做了功[2:.可见:来回搓手的过程,就是 左手不停地对右手做功和右手不停地对左手做功的过 程,于是两个手的内能同时增大,温度同时升高,于是 两只手就同时变暖和了.小孩沿滑梯滑下的过程中,小孩对滑梯施加了一 个沿滑梯向上的摩擦力,若以小孩为参照物,滑梯向上 滑动,滑梯在小孩施加的摩擦力方向上通过了距离,所 以小孩对滑梯施加的摩擦力对滑梯做了功.由于物体 间力的作用是相互的,滑梯也对小孩施加了一个大小 相等沿滑梯向下的摩擦力,小孩在滑梯对他施加沿滑 梯向下的摩擦力方向上通过了距离,滑梯对小孩施加 的摩擦力对小孩也做了功.小孩的内能增大,温度升 高,小孩与滑梯接触的部位就有灼烧感.钻木取火的过程中,若钻子沿逆时针方向旋转,对 被钻物体施加一个沿顺时针方向旋转的摩擦力,以钻 子为参照物,被钻物体也沿顺时针方向旋转,被钻物体 在钻子给它施加的顺时针方向摩擦力的方向上通过了 距离,钻子就对被钻物体做了功,被钻物体的内能增 大,温度升高.由于物体间力的作用是相互的,被钻物 体也对钻子施加了一个同样大小的沿逆时针方向旋转 的摩擦力,钻子在被钻物体对它施加的沿逆时针方向 上通过了距离,被钻物体就对钻子做了功,钻子的内能增大,温度升高.由于钻子和被钻物体的温度在同时升 高,很快就达到了取火物的燃点,取火物燃烧.这就是 钻木取火的原理.可见,在摩擦生热的过程中,参与摩擦的两个物 体,都在对对方做功,使对方的内能增大,温度升高.迅速用力按下厚玻璃筒中的活塞,活塞压缩玻璃 筒中的空气,对空气做功,空气的内能增大,温度升高, 达到硝化棉的燃点,硝化棉燃烧.向瓶内装有少量水的 密闭瓶内不停地充气,瓶内空气迅速增多,体积迅速增 大,对瓶塞施加一个非常大的向外的推力,瓶塞沿瓶内 空气对它施加推力的方向上冲出,空气推动瓶塞,对瓶 塞做了功,内能减小,温度降低.瓶内水上方的水蒸气 遇冷放热液化成小液滴,悬浮在瓶口,于是我们就看到 了雾.可见:物体对外做功,物体内能减小,温度降低. 对物体做功,物体内能增大,温度升高.这就是利用做 功改变物体内能的结果.人在干活时,是人在对物体做功,人的内能应该减 小,温度应该降低.可为什么人在干活的过程中仍会热的出汗?人向上爬树的过程中,始终有沿树向下滑的趋势, 对树施加了一个沿树向下的摩擦力,以人为参照物,树 向下运动,人对树的摩擦力对树做了功,树的内能增 大,温度升高.由于物体间力的作用是相互的,树也对 人施加了一个同样大小的沿树向上的摩擦力,人在树 对它施加的沿树向上摩擦力的方向上通过了距离,所 以树对人做了功,人的内能增大,温度升高.向上爬树 的人就会感觉到热.使劲用脚向下踩地,脚对地面施加了一个竖直向 下的踏地力,由于物体间力的作用是相互的,所以地面 也对脚施加了一个同样大小的、竖直向上的的弹力.于 是脚又被地面向上弹起.这样,脚就在地面弹力的方向 上通过了距离,弹力对脚做了功.于是,脚不停地向下• 50•2020年第J2期踩地面,地面不停地将脚弹起,不停地对脚做功,脚的 内能增大,温度升高,人的脚就会在不停踩地的过程中 变暖和.人在行走和跑步时,脚要不停地向后蹬地,对地施 加一个向后的蹬力,由于物体间力的作用是相互的,地 对脚就施加一个同样大小的向前的推力,将人推向前 方,对人做了功,使人的内能增大,温度升高,人就会越 来越热,最后全身出汗.当人沿水平方向拉着架子车水平向前运动时,人 对驾子车水平向前的拉力对架子车做了功.由于物体 间力的作用是相互的,架子车也对人施加了一个同样大小的水平向后的力,而人的运动方向水平向前,人受 到车的拉力和人的运动方向相反,此时车会对人做功 吗?做负功.因为当力的方向和物体的运动方向相反时,力做负功.所以人的内能会增大,温度会升高,人最 终会出汗.这个解释有点牵强,但我们知道人每天都要 吃喝,进入人体的食物会被消化吸收,转化为人体的化 学能.部分化学能会转化为内能,以确保人体的温度始 终保持在37摄氏度左右,以维持人的正常生命活动.人在干活时,又将部分化学能转化为所需要的机械能,以确保人能完成某项工作.这也是人在干活时内能会 增大,温度会升高的又一种解释.您说,对吗?将一根锯条放在火炉上烘烤,锯条从火炉吸收热 量,内能增大,温度升高,热的烫手.若用这根锯条持续 锯了很长时间木头,木头对锯条做功,锯条的内能增大,温度升高,也热的烫手.有人将这根锯条拿给您,让 您用手摸,您觉得锯条很烫手,内能增大了很多.那您 能直接判断出这根锯条内能增大的原因是由于用它锯 了木头?还是将它放在火炉上烘烤了?无论您选择哪种 答案,都有可能出错.只有您亲眼看到这根锯条内能增 大的原因,您才能做出准确的判断.由于无法直接根据结果来判断物体内能变化的原因,所以说做功和热传递在改变物体的内能上是等效的.摩托车、农用三轮车、小骄车、拖拉机和汽车,都要 用汽油或柴油在热机的气缸内燃烧,产生高温高压燃 气,推动活塞做功,驱动车辆前行.这都是利用内能做功,服务于人类的伟大创举.通过燃烧燃料获得内能,将其它形式的能转化为内能.利用内能来做功或加热,通过热传递和做功改变 内能,都是科学家妙用物理知识,服务于人类的创造性 思维.万事万物的变化和天体运行,都在悄然无声地运 用着能量的转化和守恒.只要我们注意运用物理知识去分析,一切都会迎刃而解.为了提高我们思解问题的 能力,我们就一定要好好学习物理.请看下面这道九年 级2020年9月月考题:锯木头时,锯条变热,这是由于()对()做 功,使锯条的内能(),温度()■由于“锯木头时,锯条变热”,说明锯条内能增大,温度升高,所以应该是木头对锯条做功,而不是锯条对 木头做功.因为题里强调的是锯条变热,而不是木头变 热.这一点,您想到了吗?亲爱的读者,请说说您的理解与看法.参考文献:[1]彭前程.教育部审定九年级全一册《物理》人民 教育出版社课程教材研究所[M].北京:物理课程教材 研究中心,2013.[2]彭前程.物理课程教材研究中心编著.教育部审 定八年级下册《物理》[M].北京:人民教育出版社, 2012.[甘肃省镇原县王寨初级中学(744507)]•51•。
滑动取火原理
滑动取火原理今天来聊聊滑动取火原理。
你看,在生活中我们经常看到一些野外生存节目或者古老的部落文化里,会通过两根木棒快速滑动就产生了火。
这真的特别神奇,我每次看到都会想这里面到底是什么原理呢。
我经过一番研究发现,首先得知道啥是摩擦力。
通俗来讲呢,摩擦力就是两个物体相互接触并想要相对运动时产生的一种阻力。
就好比你穿着鞋底不光滑的鞋子走在粗糙的地面上,就会感觉有点“拖拽”感,这个“拖拽”感就是摩擦力在捣乱。
当两根木棒快速滑动的时候,由于摩擦力在不断做功,这个功会转化为热能。
这就好比你快速搓手,搓一会儿手就会发热,这个热其实也是因为摩擦力。
木棒滑动时也是这样的道理,摩擦力不停地在木头上做功,使得木头局部的温度不断升高。
那为啥温度升高就能生火呢?这就要说到木头的燃点了。
燃点是啥呢,专业地说就是物质能够燃烧所需要达到的最低温度。
不同的木头燃点会有所不同,但基本上当温度达到一定程度的时候,木头中的一些成分就开始和空气中的氧气产生剧烈反应,这时候就燃烧起来了。
说到这里,你可能会问:“是不是随便两根木棒滑动就能取火呢?”当然不是啦。
首先木棒的材料很关键,一般选择比较干燥的木棒,因为潮湿的木头含有大量水分,水的比热容比较大,会吸收大量的热,导致温度很难升高到燃点。
而且滑动的速度和力度都要合适,如果滑动太慢或者力度太小,摩擦力产生的热就很难在短时间内让木头达到燃点。
我一开始也不明白为啥古人能那么熟练地用滑动取火,后来才知道这真的是需要反复练习的,就像我们学习骑自行车,开始总是掌握不好平衡,练久了才行。
我还发现这个滑动取火原理在生活中还有其他延伸。
比如你用打火机的滚轮划动点火石打出火星的时候,也是类似的原理。
滚轮快速滑动,产生摩擦力,打在点火石上造成加热和火花,这个火花就可以点燃汽油等易燃物。
这里也有一些注意事项哦。
如果你想要尝试用这个原理取火(当然要确保安全且在合适的场所),除了保证木棒的条件,在操作过程中还要注意通风,因为充足的氧气能让燃烧更容易发生。
江苏省2022年高考物理大一轮复习讲义: 实验四十五 摩擦做功使温度升高彩色版实验
实验四十五摩擦做功使温度升高
实验目的
理解功与能的转化。
实验原理
两物体摩擦时,克服摩擦力所做的功转化为物体内能,内能增加温度升高。
实验器材
朗威®DISLab、计算机、铜管、橡皮塞、棉绳、夹具、柔性泡沫塑料等。
实验装置图
见图45-1。
图45-1 实验装置图
实验过程与数据分析
1.将温度传感器接入数据采集器;
2.选择“示波”方式;
3.使用夹具将铜管固定在实验台上;
4.将温度传感器探针透过橡皮塞插入铜管,注意不要让探针接触铜管壁;
5.将棉绳套在铜管上,快速来回拉动,可观察到温度图线随之上升(图45-2);
图45-2 摩擦做功时温度曲线
6.也可将温度传感器探针插入柔性泡沫塑料之中,用手握住并快速抽动,亦可观察到升温现象(注意保护探针,不要用力过猛造成探针弯曲或折断)。
设想
如果将适量乙醚滴入铜管并确保密封,拉动棉绳后会出现何种情况?。
做功使温度增高的原理
做功使温度增高的原理
做功使温度增高的原理是基于热力学第一定律,也称为能量守恒定律。
根据该定律,能量不能被创造或销毁,只能从一种形式转化为另一种形式。
当一定量的功被施加到物体上时,这些能量将通过转化变为物体内部分子或原子的运动能量,即它们的热能。
由于分子或原子的运动速度与温度有直接关系,当能量通过做功转化为热能时,物体的温度将增加。
具体来说,做功增加物体内的热能是通过将能量传递给物体内的分子或原子进行加速运动,增加它们的平均动能。
当分子或原子运动得更快时,它们会相互碰撞并传递能量,从而在整个物体中扩散热能,使物体的温度升高。
举个例子,当我们用手摩擦一个物体时,我们施加了一定量的功,这些能量被转化为物体内部的热能,从而使其温度升高。
同样的原理也适用于其他形式的功,比如用电烙铁加热物体、摩擦产生火花等等。
需要注意的是,做功使温度升高的现象也受到其他因素的影响,比如物体的热容量、导热性等。
因此,做功使温度增高的程度还取决于物体的特性。
摩擦力做功和摩擦生热的关系
摩擦力做功和摩擦生热的关系摩擦力是物体相互接触时的一种力,它会阻碍物体的运动。
然而,摩擦力不仅会阻碍物体的运动,还会产生热量。
本文将探讨摩擦力做功和摩擦生热的关系。
一、摩擦力做功当物体在受到摩擦力的作用下运动时,摩擦力会对物体做功。
做功的大小取决于物体受到的摩擦力大小和物体运动的距离,可以用以下公式表示:功 = 摩擦力× 运动距离摩擦力做功的结果是将物体的机械能转化成了热能,这个过程被称为摩擦损失。
摩擦损失的大小取决于物体的材料、表面粗糙度、运动速度等因素。
二、摩擦生热摩擦力做功的结果是将物体的机械能转化成了热能,这个过程被称为摩擦生热。
摩擦生热的大小取决于物体的摩擦系数、运动速度、接触面积、表面粗糙度等因素。
在日常生活中,我们可以通过一些简单的实验来观察摩擦生热的现象。
例如,我们可以用手指来摩擦两个相同的物体,例如两个塑料球,摩擦时会感觉到手指被热了。
这是因为摩擦力做功将物体的机械能转化成了热能,导致物体的温度升高。
摩擦力做功和摩擦生热有着密切的关系。
摩擦力做功将物体的机械能转化成了热能,导致摩擦生热。
而摩擦生热又会导致物体的温度升高,进一步增加了摩擦力做功的大小。
因此,摩擦力做功和摩擦生热是一种相互作用的关系。
在工程设计和科学研究中,我们需要考虑这种相互作用的影响,以便更好地了解物体的运动规律和摩擦损失情况,从而进行更有效的设计和研究。
摩擦力不仅会阻碍物体的运动,还会产生热量。
摩擦力做功将物体的机械能转化成了热能,导致摩擦生热。
摩擦力做功和摩擦生热是一种相互作用的关系,需要在工程设计和科学研究中加以考虑。
摩擦生热的原理
摩擦生热的原理
摩擦生热的原理源于摩擦过程中的机械能转化为热能的现象。
当两个物体之间发生相对运动时,由于它们之间存在表面粗糙度,导致相互之间发生相互作用力。
当外力作用于物体上使其发生运动时,物体表面的微小凸起部分会相互接触并受到摩擦力的作用。
摩擦力是一种阻碍相对运动的力量,会产生摩擦热。
当物体表面的微小凸起部分相互摩擦时,由于接触面积较小且存在着许多不规则的表面结构,随着相对运动的增加,凸起部分会不断被挤压、扭曲甚至断裂。
在这个过程中,物体所受的力量会变为物体内部原子或分子的振动能量,使其产生热量。
此外,摩擦过程中由于物体表面的摩擦力使得物体之间产生大量的分子碰撞,增加了分子间的能量传递。
这些分子的高速运动也会使物体表面温度升高,产生热量。
因此,摩擦生热的原理在于摩擦过程中机械能转化为热能,通过分子和原子的振动能量,以及分子间的能量传递,导致物体表面温度升高并产生热量。
传送带摩擦力做功和摩擦生热的关系
传送带摩擦力做功和摩擦生热的关系摩擦力是物体接触面之间的相互作用力,当物体在接触面上相互移动时,就会产生摩擦力。
这种力量可以对物体运动和能量转移产生影响。
因此,摩擦力是一个十分重要的物理概念。
在传送带上,摩擦力的作用不仅仅是让物体保持相对静止,还可以通过摩擦力做功来改变物体的动能。
当传送带运动,物体在传送带上移动时,摩擦力会对物体施加一个与传送带方向相反的力,以使物体保持相对静止。
同时,摩擦力也会产生热量,这种现象被称为摩擦生热。
在传送带上,摩擦力做功的大小取决于物体的质量、传送带的速度和摩擦系数。
如果物体的质量较大,需要更大的力来克服摩擦力,那么摩擦力做功的大小就会更大。
如果传送带的速度很快,那么摩擦力做功的大小也会增加。
此外,摩擦系数也是影响摩擦力做功大小的重要因素。
摩擦系数越大,摩擦力就越大,摩擦力做功的大小也就越大。
除了做功,摩擦力还会产生热量。
当物体在传送带上移动时,摩擦力会对物体施加一个与传送带方向相反的力,以使物体保持相对静止。
这个力量会产生热量,使物体和传送带表面的温度升高。
当物体长时间处于传送带上时,由于摩擦力的不断作用,物体和传送带的温度会不断上升,直到达到一个平衡状态。
摩擦生热现象在生活中也有着广泛的应用。
例如,当我们用手擦拭一个物体时,由于手的摩擦力产生了热量,我们会感受到物体表面的温度升高。
此外,在机械制造和工业生产中,摩擦生热现象也有着十分重要的应用。
例如,在机器的传动系统中,由于零件之间的摩擦力产生热量,可以起到润滑和保护机器的作用。
摩擦力的做功和摩擦生热是物理学中重要的概念。
在传送带上,摩擦力不仅可以使物体保持相对静止,还可以通过摩擦力做功来改变物体的动能。
同时,摩擦力也会产生热量,这种现象被称为摩擦生热。
在生活和工业生产中,摩擦生热现象也有着广泛的应用。
摩擦生热的原理
摩擦生热的原理摩擦生热是一种常见的物理现象,它在我们日常生活中随处可见。
摩擦生热的原理是通过两个物体之间的相对运动来产生热量。
当两个物体相互摩擦时,它们之间的分子会产生摩擦力,从而使物体产生热量。
这一现象在许多领域都有重要的应用,例如机械工程、能源产业和日常生活中的一些实际问题都与摩擦生热有关。
摩擦生热的原理可以通过以下几个方面来解释。
首先,当两个物体相互摩擦时,它们之间的分子会因为受到外力而发生位移,这种位移会导致分子之间的相互作用力发生变化,从而产生热量。
其次,摩擦力会使物体表面产生热量,这是因为摩擦力会使物体表面的分子发生振动,从而产生热量。
最后,摩擦力还会使物体表面发生变形,这种变形也会产生热量。
摩擦生热的原理在工程领域有着广泛的应用。
例如,在机械工程中,机械零件之间的摩擦会产生大量的热量,这会导致机械零件的温度升高,从而影响机械设备的正常运行。
因此,工程师需要通过降低摩擦力来减少摩擦生热,以确保机械设备的正常运行。
在能源产业中,摩擦生热也是一个重要的问题。
例如,在发电厂的发电机中,发电机转子与定子之间的摩擦会产生大量的热量,这会导致发电机温度升高,从而影响发电机的发电效率。
因此,工程师需要通过改善发电机的设计来减少摩擦生热,以提高发电机的发电效率。
在日常生活中,摩擦生热也是一个常见的问题。
例如,在汽车的制动系统中,制动片与制动盘之间的摩擦会产生大量的热量,这会导致制动系统温度升高,从而影响制动系统的制动效果。
因此,汽车制造商需要通过改善制动系统的设计来减少摩擦生热,以提高制动系统的制动效果。
总之,摩擦生热是一种常见的物理现象,它在我们日常生活中有着重要的应用。
通过了解摩擦生热的原理,我们可以更好地应用它,从而提高工程设备的效率,改善日常生活中的一些实际问题。
希望本文能够对大家有所帮助,谢谢阅读!。
摩擦生热
摩擦生热——摩擦力的功与热量的产生柳暗花明2007-08-21 20:34:31 阅读332 评论3 字号:大中小无论是静摩擦力,还是滑动摩擦力,都可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。
但是,并不是所有摩擦力的功都能将机械能转化为内能而产生热量。
一、静摩擦力的功只起转移机械能的作用,不会产生热量。
静摩擦力产生在两个相对静止但有相对运动趋势的物体之间。
显然这样的两个物体必然具有相同的速度、加速度、位移等。
如:将一质量为m的木块放在置于光滑水平地面质量为M的木板上,对木块施一水平向右的恒力,使木块与木板一起向右加速运动。
显然,在运动过程中,木块与木板间的摩擦力属于静摩擦力。
隔离木块进行受力分析,竖直方向受重力和弹力,为一对平衡力,二力皆不做功;水平方向受恒力F 和木板对木块的静摩擦力Ff1,恒力F做正功,静摩擦力Ff1做负功。
设某时刻木块的位移为S,末速度为V。
由动能定理得:(F-Ff1)S=1/2·mV^2 (1)隔离木板进行受力分析,竖直方向受重力和弹力(地面的支持力和木块施加的压力)而平衡,此三力不做功;水平方向受木块对木板的静摩擦力Ff2作用(与Ff1是一对作用力和反作用力,大小相等),此力对木板做正功。
木板与木块具有相同的位移及末速度。
由动能定理得:Ff2S=1/2·MV^2 (2)整体受力分析,竖直方向重力和弹力而平衡,且都不做功;水平方向只受恒力F的作用。
由动能定理得:FS=1/2·(m+M)V^2 (3)由于Ff1=Ff2,比较(1)、(2)、(3)三式,不难知道,外力F对系统做的功,使系统获得机械能1/2·(m1+m2)V^2,静摩擦力Ff1对木块做负功使木块损失的机械能恰好是静摩擦力Ff2对木板做正功而使木板获得的机械能。
因此,静摩擦力在这里只是起到传递机械能的作用,并没有将机械能转化成内能,系统的机械能没有损失。
二、滑动摩擦力的功一方面传递机械能,同时另一方面将部分机械能转化为内能,从而产生热量,导致相互摩擦的物体发热。
初三物理备考知识:做功与内能的改变
初三物理备考知识:做功与内能的改变物体对外做功,物体自身的内能减少。
下面是店铺收集整理的初三物理《做功与内能的改变》的备考知识点以供大家学习。
初三物理备考知识:做功与内能的改变1.对物体做功,物体的内能要增加:1)克服摩擦做功,物体的内能增加,温度升高。
如:搓手,滑滑板、车胎行驶久了后发热。
2)压缩物体的体积做功,物体的内能增加,温度升高,如:打气筒3)弯折物体做功,物体的内能增加,温度升高。
如:弯折铁丝时,弯折部分发热;4)锻打物体做功,物体的内能增加,温度升高。
如:用力多锤几下铁丝后,铁丝变热了。
2.物体对外做功,物体自身的内能减少:物体膨胀时,对外做功后,物体的内能减少。
如:被加了锅盖,且锅内正在沸腾的水,把锅盖推动后内能便减少,温度降低,锅盖又盖回来。
3.以上两点说明:可以用做功来改变物体的内能,即:可以用功来度量内能的改变。
4.做功改变物体的内能,实质上是内能与机械能的互相转化。
即其实质为:能的转化5.练习:下列现象是由于做功而让物体的内能增加的是()A.阳光下的沙子变得烫脚。
B、啤酒瓶盖被自动冲开。
C.钻木取火D、热水被风吹冷。
初三物理备考知识:比热容及计算1.实验:用两相同的电加热器给M相同的水和煤油加热,它们在相同的时间里吸收的热量是相同的。
可以看到:1)在通电相同的时间里,煤油的温度升高得高。
2)要使水和煤油升高到相同的温度,则应给水的加热的时间要长一些。
2.结论:质量相同(如:1kg,也叫单位质量)的不同的物质在温度升高的度数相同时(如:大家都升高1°C时),吸收的热量是不同的。
物理上,把物质的这一种特性叫比热容。
3.比热容定义:单位质量的某一种物质的温度升高(降低)1°C时吸收(放出)的热量a.单位:J/(kg°C)读作:L焦耳每千克摄氏度b.符号:C如:C水=4.2×103J/(kg°C)c.意义:1kg水在温度升高(降低)1°C时,吸收(放出)的热量为4.2×103Jd.比热表:1)水的比热要记住。
【高中物理DIS通用实验】实验56:摩擦做功使温度升高
实验五十六摩擦做功使温度升高
实验器材
朗威DISLab数据采集器、温度传感器、黄铜管、橡胶塞、棉绳、夹具、计算机。
实验装置
如图15-1。
图15-1 摩擦做功使温度升高实验装置
实验操作
1.用夹具将黄铜管固定在实验台上,温度传感器通过橡胶塞向下插入黄铜管内(图15-1)。
2.将温度传感器接入数据采集器,点击教材专用软件主界面上的实验条目“摩擦做功使温度升高”,打开该软件。
3.点击“开始记录”,获得当前的温度图线。
4.快速拉动套在黄铜管上的棉绳,使之与黄铜管摩擦,可观察到温度图线随之上升;如停止拉动,温度图线随之下降(图15-2)。
图15-2 摩擦做功使温度升高
5.点击“停止记录”按钮后,可以拖动滚动条,回放实验图像。
注意
如需观察温度的细微变化,可使用“加快扫描频率”,提高温度图线的刷新速度;如需呈现实验中数据的全程变化状况,可使用“减慢扫描频率”,降低温度图线的刷新速度,将整个实验数据图线限定在一屏之内。
1/ 1。
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摩擦做功使温度升高- 实验报告
学生姓名:_______________ 班级:_________________
学号:_______________ 日期:_______________ 实验分数:__________
一、实验目的:
观察摩擦生热的现象,加深对功与能转化的理解。
二、实验原理:
物体克服摩擦力做功时,增加的动能小于物体所做的功,即物体所做的功只有一部分转化成物体的动能,而另一部分转化成发生摩擦的物体的内能,使物体的温度升高。
三、实验器材:
思迈Prodigy-Lab数据采集器,温度传感器,海绵,计算机等。
四、实验装置:
五、实验步骤:
--请同学们自己填写--
六、实验结果图:
七、实验结论及分析:
八、教师评语:。