摩擦生热公式Q=fd的推导及其应用
摩擦力产生热能的公式
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摩擦力产生热能的公式在我们的日常生活中,摩擦力可是个无处不在的“小调皮”。
比如,当你骑自行车时,车轮与地面的摩擦;你用橡皮擦去铅笔字时,橡皮与纸面的摩擦;甚至是你走路时,鞋底与地面的摩擦。
而这些摩擦在发生的过程中,常常会产生热能。
那咱们来聊聊摩擦力产生热能的公式吧。
这个公式就是:Q = f × s 。
这里的“Q”代表产生的热能,“f”表示摩擦力的大小,“s”则是两个物体相对滑动的距离。
举个例子来说,就像我之前去修自行车的时候。
那辆自行车因为长时间没骑,链条和齿轮之间的摩擦力变得特别大。
师傅在修理的时候,一边费力地转动车轮,一边跟我解释说:“你看啊,这链条和齿轮摩擦得这么厉害,产生的热能可不少,就会让零件磨损得更快。
” 我当时就在想,这不就是摩擦力产生热能的实际体现嘛。
咱们再深入一点理解这个公式。
假如有一个木块在粗糙的平面上被拉动,摩擦力是 10 牛,木块被拉动了 5 米,那么根据公式 Q = f × s ,产生的热能就是 10×5 = 50 焦耳。
这 50 焦耳的热能可能就会让木块和平面的温度稍微升高一点,虽然咱们可能感觉不出来,但从微观的角度看,这可是实实在在发生的变化。
想象一下,在冰面上滑冰的时候,冰刀与冰面的摩擦力相对较小,所以产生的热能就少,冰面也不容易融化。
但要是在粗糙的地面上滑行,摩擦力增大,产生的热能多了,没准儿你的鞋底都会变得热乎乎的。
回到我们的日常生活中,汽车的刹车系统也是一个很好的例子。
当刹车时,刹车片与车轮之间产生摩擦力,这个摩擦力会让汽车减速,同时也会产生热能。
如果长时间频繁地急刹车,产生的大量热能可能会对刹车系统造成损害,影响刹车的性能。
还有啊,冬天的时候,我们有时候会双手相互摩擦来取暖。
两只手用力地搓动,摩擦力让手掌发热,这小小的动作里也蕴含着摩擦力产生热能的原理呢。
在工业生产中,机器零件之间的摩擦会产生热能。
如果不加以控制和处理,这些热能可能会导致零件变形、损坏,影响机器的正常运转。
摩擦力产生热量计算公式
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摩擦力产生热量计算公式摩擦力在我们的日常生活中无处不在,比如我们走路时鞋底与地面的摩擦,骑自行车时车轮与地面的摩擦等等。
而当物体在摩擦力的作用下运动时,就会产生热量。
今天咱们就来好好聊聊摩擦力产生热量的计算公式。
先来说说摩擦力产生热量的原理。
想象一下,你在粗糙的地面上用力推动一个很重的箱子。
你的手和箱子之间有摩擦力,这个摩擦力会阻碍箱子的移动,同时会让你的手感到发热。
这就是因为摩擦力在做功,而这些功就转化成了热量。
那怎么计算这个热量呢?公式就是:Q = f×s 。
这里的“Q”表示产生的热量,“f”表示摩擦力的大小,“s”表示相对位移。
咱们来举个具体的例子。
假设一个物体在粗糙水平面上受到一个水平向右的拉力,拉力大小是 10N,摩擦力大小是 5N,物体向右移动了10 米。
那摩擦力做的功就是:W = -f×s = -5×10 = -50 J 。
这里的负号表示摩擦力做负功。
而摩擦力产生的热量就等于摩擦力做的功,也就是50 焦耳。
我记得有一次在物理实验课上,老师让我们做一个关于摩擦力产生热量的实验。
实验器材就是一个木板、一个滑块、一个测力计和一个温度计。
我们把木板倾斜一定的角度,让滑块从上面滑下来。
在滑块和木板之间铺上不同粗糙度的砂纸,来改变摩擦力的大小。
然后用测力计测量滑块受到的摩擦力,用温度计测量滑块在下滑过程中的温度变化。
我当时特别兴奋,心想终于可以亲自动手感受一下这个神奇的物理现象了。
我和同桌一起认真地做着实验,小心翼翼地调整着木板的角度和砂纸的粗糙度。
当滑块下滑的时候,我紧紧地盯着温度计,心里期待着能看到明显的温度变化。
可是第一次实验的时候,由于我们没有把木板调整好,滑块下滑得太快,根本没测到什么有用的数据。
我们有点沮丧,但没有放弃。
重新调整好木板,再次进行实验。
这一次,终于有了比较明显的数据,看到温度计的示数上升了一点点,虽然只是很小的变化,但那种成功的喜悦真是难以言表。
高三物理上学期高三物理摩擦生热
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A
B
v0
结论:一对作用力和反作用力对系统做 的总功可能为正、可能为负、也 可能为零。 若一对相互作用力对系统做负功,其 数值等于系统机械能的减少量。
f ∙ S相对=∆E
2、一质量为M的长条木板,静止在光滑水平桌 面上,一质量为m的小滑块以水平速度v0从长木 板的一端开始在木板上滑动,直到离开木板。滑 块刚离开木板时的速度为v0/3,若把此木板固定 在水平桌面上,其他条件相同,求滑块离开木板 时的速度v。
mv0 M m
Mv0 2 gL(M m)
2
v0
L
3、 一传送皮带与水平面夹角为30°,以2m/s的恒定 速度顺时针运行。现将一质量为10kg的工件轻放于底 端,经一段时间送到高2m的平台上,工件与皮带间的 动摩擦因数为μ= 3 / 2 ,求带动皮带的电动机由于传 送工件多消耗的电能。
280J
v0
2、如图所示,在光滑水平面上停有一辆质量为M的小车, 车身长为L,一个质量为m的质点A放在车的尾部,A与车 间的动摩擦因数为μ,现给质点A以水平速度v0向右运动, 设A与小车的前后挡板碰撞中不损失机械能。求:
(1)质点A与小车相对静止时,小车速度多大?
(2)质点A相对小车静止前与小车前后挡板碰撞的总次 数是多少?
3、一水平放置在光滑水平面上的气缸,用活塞 封有部分理想气体,气缸和活塞的质量均为m, 且都是绝热的。现给活塞施加一个向左冲量, 大小为I,使其向左运动。则在以后的运动中被 封闭气体内能增加的最大值是多少?
I
(2003全国)一传送带装置示意如下图,其中传送带 经过AB区域时是水平的,经过BC区域时变为圆弧形, 经过CD区域时是倾斜的,AB和CD都与BC相对。现 将大量的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传 送带,放置时速度为零,经传送带运送到D处,D和A 的高度差为h,稳定工作时传送带速度不变,CD段上 各箱等距排列,相邻两箱的距离为L。每个箱子在A 处投放后,在到达B之前已经相对于传送带静止,且 以后也不再滑动。已知在一段相当长的时间T内,共 运送小货箱的数目为N,这传送带由电动机带动,传 送带与轮子间无相对滑动,不计轮轴处的摩擦,求电 动机的平均输出功率P
摩擦力做功与产生热能的关系
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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。
摩擦生热的公式
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摩擦生热的公式在我们的日常生活和科学研究中,“摩擦生热”是一个常见的现象。
当两个物体相互摩擦时,会产生热量,这个过程中蕴含着一定的规律,而描述这个规律的就是摩擦生热的公式。
首先,让我们来理解一下什么是摩擦。
简单地说,摩擦就是当两个物体的表面相互接触并相对运动时产生的阻力。
这种阻力会使得物体的运动受到阻碍,同时也会导致能量的转化。
那么,摩擦生热的本质是什么呢?从能量的角度来看,摩擦过程中,物体的机械能(主要是动能)会逐渐减少,而这些减少的机械能并没有消失,而是转化成了热能,也就是我们所说的热量。
接下来,就是重点介绍摩擦生热的公式了。
摩擦生热的公式为:Q= f × s 。
在这个公式中,Q 表示产生的热量,单位通常是焦耳(J);f 代表摩擦力,单位是牛顿(N);s 则是两个物体相对滑动的距离,单位是米(m)。
为了更好地理解这个公式,我们可以通过一些实际的例子来进行说明。
假设我们用一个力 F 推动一个物体在粗糙水平面上移动,物体与水平面之间的摩擦力为 f ,移动的距离为 s 。
在这个过程中,外力 F 所做的功一部分用于克服摩擦力做功,转化为了热能,也就是产生了热量 Q 。
如果摩擦力 f 较大,那么在相同的移动距离 s 下,产生的热量 Q 就会更多。
这就好比我们在粗糙的地面上用力推动一个重物,会感觉到手很热,因为摩擦力大,产生的热量多。
相反,如果移动的距离 s 较长,在摩擦力 f 不变的情况下,产生的热量 Q 也会随之增加。
比如一辆汽车在刹车时,刹车片与刹车盘之间的摩擦力不变,但刹车距离越长,产生的热量就越多。
需要注意的是,这个公式是在理想情况下推导出来的,实际情况中可能会存在一些复杂的因素影响摩擦生热的效果。
例如,物体的材质、表面的粗糙程度、温度、湿度等环境因素,都可能会对摩擦力的大小产生影响,从而间接影响摩擦生热的结果。
此外,对于不同类型的摩擦,如静摩擦、滑动摩擦和滚动摩擦,其摩擦力的计算方法和产生热量的情况也有所不同。
摩擦生热的公式
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摩擦生热的公式好的,以下是为您生成的关于“摩擦生热的公式”的文章:在我们的日常生活中,摩擦生热的现象无处不在。
比如说,冬天里,当我们双手相互摩擦,很快就能感觉到温暖。
这看似简单的现象背后,其实隐藏着一个重要的科学公式。
摩擦生热的公式为:Q = f × s ,其中 Q 表示产生的热量,f 表示摩擦力的大小,s 表示相对位移。
咱们先来说说这个摩擦力。
就像你在粗糙的地面上推一个很重的箱子,你会感觉到有一种力量在阻碍你推动它,这就是摩擦力。
摩擦力越大,在相同的位移下,产生的热量就越多。
我记得有一次和朋友去骑自行车。
那是一个有点泥泞的小路,车轮和地面的摩擦力明显增大。
我们费了好大的劲才骑过去,等停下来的时候,摸摸自行车的轮胎,都有点微微发热了。
这就是摩擦力在“搞鬼”,让轮胎和地面之间产生了更多的热量。
再来说说相对位移。
假如有一块木头在粗糙的木板上被拉动了一段距离,这段距离就是相对位移。
相对位移越大,产生的热量自然也就越多。
想象一下,工厂里的机器零件不停地运转,相互摩擦。
如果长时间不进行保养和润滑,零件之间的摩擦力会增大,相对位移也不断累积,产生的热量就可能会导致零件损坏。
在实际生活中,摩擦生热的公式有着广泛的应用。
比如汽车的刹车系统,刹车时刹车片和刹车盘之间的摩擦会产生热量,帮助车辆减速。
要是刹车使用过度,产生的热量太多,还可能会影响刹车的性能呢。
还有我们冬天使用的暖手宝,里面的液体通过特殊的装置产生摩擦生热,让我们的手能暖和起来。
回到学习中,理解这个公式对于我们掌握物理知识非常重要。
但可别死记硬背,得结合实际去感受和理解。
就像我们通过日常的那些小例子,真正明白摩擦生热的原理和公式的应用。
总之,摩擦生热的公式虽然看起来简单,但它却在我们的生活和科学研究中发挥着重要的作用。
只要我们留心观察,就能发现它无处不在,为我们的生活带来便利,也为科学的发展提供了基础。
让我们继续探索,发现更多物理世界的奥秘!。
摩擦力做功和摩擦生热的关系
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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。
摩擦产生热能的计算公式
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摩擦产生热能的计算公式咱们在日常生活里,经常能碰到跟摩擦有关的事儿。
比如说,你用橡皮擦字的时候,橡皮和纸面之间就有摩擦;骑自行车,车轮和地面也会有摩擦。
那说到摩擦产生热能,这可就有个计算公式啦。
摩擦产生的热能 Q 等于摩擦力 f 乘以相对位移 s ,用公式写出来就是 Q = f × s 。
先来讲讲摩擦力 f ,这东西可不好对付。
摩擦力的大小跟两个接触面的粗糙程度、压力大小都有关系。
就像你在粗糙的地面上推一个很重的箱子,那感觉可费劲了,这就是因为摩擦力大。
相对位移 s 呢,就是两个物体在摩擦过程中相对移动的距离。
比如说,一个木块在木板上滑了一段距离,这段距离就是相对位移。
我想起之前有一次,我带着一群小朋友做实验。
我们找了一块长长的木板,还有一个小木块。
让小木块在木板上滑动,然后测一测摩擦力和相对位移。
小朋友们可积极了,一个个眼睛瞪得大大的,特别认真。
其中有个小朋友叫小明,他特别聪明。
在实验的时候,他发现如果把木板弄得更粗糙一点,小木块滑动起来就更困难,这也就意味着摩擦力增大了。
咱们再回到这个公式,Q = f × s 。
如果摩擦力很大,相对位移也大,那产生的热能就会很多。
就好像汽车刹车的时候,刹车片和刹车盘之间的摩擦很剧烈,相对位移虽然不大,但是因为摩擦力大,所以产生的热能也不少,这会让刹车盘变得很热。
在实际生活中,很多机器的运转都会因为摩擦产生热能。
如果不注意控制和利用这些热能,可能会导致机器过热出故障。
所以工程师们在设计机器的时候,就得好好考虑怎么减小不必要的摩擦,或者把产生的热能有效地散发出去。
就像咱们家里用的电风扇,电机里面的零件在转动的时候会有摩擦,时间长了电机就会发热。
要是一直不管,可能电风扇就会坏掉。
总之,摩擦产生热能的计算公式虽然看起来简单,但是它在我们的生活和科学研究中都有着很重要的作用。
我们了解它,就能更好地理解身边的各种现象,也能让我们在解决实际问题的时候更有办法。
摩擦生热公式Q=fd的推导及其应用
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摩擦生热公式的推导及其应用陕西省宁强县第一中学李开春功能关系在人们的生活、生产、军事以及科研等各项领域都有广泛应用,因此它成为高中物理教学以至高考的重要内容。
其中,物体克服摩擦力做功消耗机械能而转化为内能,即通常人们所说的“摩擦生热”更是近年来高考的热点。
首先,是摩擦生热公式的推导。
如图所示:光滑的水平面上静止一木板,一木块从木板的左端向右滑动。
当木块在木板上滑动一段距离时,木块与木板之间因摩擦而产生热量。
设木块在木板上滑动这段距离的过程中,木块与木Array板之间的滑动摩擦力大小为f。
以地面为参考系,木块的位移为s1 ,木板的位移为s2 ,木块在木板上滑动的距离(即木块相对于木板的位移)为d,则这段过程中,木板的摩擦力对木块做负功,木块的动能减小。
根据动能定理,木块动能的减小量等于木块克服摩擦力做的功,即:△E k 1 = f s1同理,在这段过程中,木块的摩擦力对木板做正功,木板的动能增加。
根据动能定理,木板动能的增加量等于木块对木板做的功,即:△E k 2 = f s2由于s1>s2 ,因而有:△E k 1﹥△E k 2 ,即木块动能的减小量大于木板动能的增加量,即机械能总量减小,机械能转化为内能。
由能的转化和守恒定律可知,产生的热量即转化的内能等于减小的机械能,有:Q = △E k 1 -△E k 2= f(s1 - s2)由图示可知:s1 - s2 = d联立以上各式便可得出摩擦生热的公式:Q = f d由以上推导过程及相关知识不难知道“摩擦生热”具有两大特点:(1)静摩擦力不能产生热量,通常所说的“摩擦生热”是指滑动摩擦力产生热量;(2)滑动摩擦力(空气或水等的阻力)产生的热量等于滑动摩擦力(空气或水等的阻力)大小与物体间滑动距离(即相对路程)的乘积。
[例]:质量为m的皮球从距离水平地面高为h的地方由静止开始下落。
若皮球在运动过程中所受空气阻力大小恒为f,皮球在每次与地面的碰撞过程中均不损失机械能,求皮球从开始下落到最后静止在地面上的整个过程中所经历的路程。
摩擦力做功和产生热能的关系
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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。
摩擦生热的论证
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摩擦生热的论证
摩擦生热,是我们日常生活中经常遇到的现象。
例如,在冬天中,我们手擦手,就能感受到摩擦生热的效应。
摩擦生热的原理是什么,为什么会产生热量呢?
我们需要了解摩擦力。
当两个物体之间相互接触并产生相对运动时,它们之间会产生摩擦力。
摩擦力的大小取决于物体之间的接触面积和它们之间的粗糙程度。
摩擦力的方向与相对运动方向相反。
接下来,我们来探究摩擦生热的原理。
当两个物体之间产生摩擦力时,它们之间的相对运动会消耗一部分能量。
这些能量被转化为热能,使物体的温度升高。
比如,在我们手擦手的例子中,我们的手与手之间产生摩擦力,这些能量被转化为热能,使我们的手变暖。
当摩擦力越大时,摩擦生热的效应也越明显。
这就是为什么我们在用砂纸磨木材时,木材表面会变得越来越热。
同样的,当我们在使用机器时,机器内部的零件之间也会产生摩擦力,这些能量同样会被转化为热能,使机器产生热量。
当物体移动在空气或液体中时,也会产生摩擦生热的效应。
例如,在汽车行驶时,车轮与地面之间的摩擦力会产生热能,使车轮变得热乎乎的。
总的来说,摩擦生热是一种常见的现象,它可以通过摩擦力产生热
量。
无论是在日常生活中,还是在工业生产中,摩擦生热都是不可避免的。
因此,我们需要在使用机器时,注意减少机器内部零件之间的摩擦力,以避免机器过热或发生故障。
热量摩擦公式
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热量摩擦公式好的,以下是为您生成的文章:咱们在日常生活中,经常会碰到跟热量和摩擦有关的事儿。
比如说,你骑自行车的时候,刹车皮和车轮之间的摩擦就会产生热量。
今天呢,咱们就来好好聊聊这个热量摩擦公式。
先给大家说说啥是热量摩擦。
简单来讲,当两个物体相互摩擦的时候,它们之间的运动就会产生阻力,这个阻力会让机械能转化为热能,这部分热能就是咱们说的摩擦产生的热量。
那热量摩擦公式到底是啥呢?它就是 Q = f × s 。
这里的 Q 表示摩擦产生的热量,f 代表摩擦力,s 则是两个物体相对滑动的距离。
咱们来举个例子哈。
就说学校运动会上的拔河比赛,两队同学都在用力拉绳子,脚使劲蹬地,鞋底和地面之间就有了摩擦力。
如果咱们知道鞋底和地面之间的摩擦力大小,再知道同学们在拔河过程中移动的距离,就能用这个公式算出摩擦产生的热量啦。
想象一下,有一块大木板放在粗糙的地面上,你用劲去推它。
一开始推不动,那是因为摩擦力太大了。
等你使出吃奶的劲儿终于推动它的时候,是不是感觉手都热乎了?这就是因为在推的过程中,手和木板之间的摩擦产生了热量。
而且木板移动的距离越长,产生的热量就越多。
再比如说,冬天的时候,你两只手互相搓一搓,是不是很快就暖和起来啦?这也是因为摩擦产生了热量。
两只手接触的面积越大,用力越大,搓动的距离越长,产生的热量也就越多。
在实际生活中,热量摩擦公式的应用可多了去了。
像汽车的刹车系统,刹车片和刹车盘之间的摩擦就是通过这个公式来计算热量的产生。
要是刹车的时候产生的热量太多,超过了刹车系统能承受的范围,那可就危险啦。
还有工厂里的机器运转,零件之间的摩擦也会产生热量。
如果不注意控制,零件可能会因为过热而损坏,影响整个生产过程。
咱们学习这个热量摩擦公式,不只是为了应付考试,更是为了能明白生活中的这些现象。
下次再碰到类似的情况,你就能跟小伙伴们显摆一下你的知识啦!比如说,坐公交车的时候,急刹车的时候你能想到这是因为摩擦力在起作用,还能大概算算产生了多少热量呢。
摩擦产热公式
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摩擦产热公式摩擦产热公式这玩意儿,在咱们的物理世界里可是相当重要的!咱先来说说这个公式到底是啥。
摩擦产热公式是 Q = f×s ,其中 Q表示产生的热量,f 表示摩擦力,s 表示相对位移。
就拿咱们日常生活来说吧,我之前有次骑自行车,那车链子有点松了,跟齿轮之间的摩擦就变得不对劲。
每次一蹬脚踏板,就感觉阻力特别大。
骑了一段路下来,车链子和齿轮接触的地方都发烫了。
这其实就是因为摩擦力增大,相对位移也不小,所以产生了大量的热。
我当时就想,这不就是摩擦产热公式的现实体现嘛!再比如说,冬天的时候,咱们两只手相互摩擦,一会儿手就暖和起来了。
这也是因为双手之间有摩擦力,而且在不断地来回摩擦,产生了热量。
在物理学习中,这个公式的应用那可广泛了。
比如说在机械制造中,工程师们得考虑零件之间的摩擦会产生多少热量,要是热量太多,零件可能就会损坏。
所以他们就得想办法减小摩擦力,或者加强散热,来保证机器的正常运转。
还有汽车的刹车系统。
当刹车的时候,刹车片和刹车盘之间产生强烈的摩擦,把车子的动能转化为热能。
如果刹车用得太频繁,或者刹车片质量不好,产生的热量太多,刹车系统就可能会出问题。
在工业生产中,很多机器的运转都离不开对摩擦产热的控制。
像是工厂里的大型传送带,长时间运转下来,和滚轮之间的摩擦会产生不少热量。
要是不注意,可能就会引发火灾之类的安全事故。
对于咱们学生来说,理解和掌握这个公式,不只是为了考试能拿高分,更重要的是能解释生活中的很多现象。
比如说为什么钻木能取火?就是因为快速的摩擦产生了大量的热,让木头达到了着火点。
而且,通过研究摩擦产热公式,还能让我们更加深入地理解能量的转化和守恒定律。
摩擦力做功,把机械能转化为热能,但是总的能量是不变的。
总之,摩擦产热公式虽然看起来简单,但它背后的道理和应用可是非常丰富和重要的。
咱们得好好学,才能真正明白物理世界的奇妙之处!。
摩擦力产生的热量公式
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摩擦力产生的热量公式摩擦力是指物体表面接触时产生的一种力,其方向与物体运动方向相反。
当物体在表面上运动时,摩擦力会产生热量。
这篇文章将探讨摩擦力产生热量的公式及其相关内容。
一、摩擦力的产生摩擦力是由物体表面之间的接触引起的,当两个物体表面接触时,表面之间的不规则部分会相互锁定,导致物体在运动时受到阻碍。
这种阻碍力就是摩擦力。
摩擦力的大小与物体之间的接触力以及表面粗糙程度有关。
二、摩擦力产生热量的公式当物体在表面上运动时,摩擦力会产生热量。
根据物理学原理,摩擦力产生的热量可以通过以下公式计算:Q = μFNd其中,Q表示摩擦力产生的热量,μ表示动摩擦系数,FN表示法向力(即物体与表面之间的垂直力),d表示物体在表面上移动的距离。
三、摩擦力产生热量的原理摩擦力产生热量的原理是由于物体在表面上运动时,摩擦力对物体表面进行了一定程度的压缩和变形。
这种变形会导致物体内部分子之间的相互作用增加,从而使物体的内部能量增加。
当物体停止运动时,这部分能量会以热量的形式释放出来。
四、摩擦力产生热量的影响因素摩擦力产生的热量大小受多个因素影响。
其中,动摩擦系数μ是影响摩擦力大小的重要因素之一。
动摩擦系数越大,摩擦力产生的热量就越大。
此外,法向力FN的大小也会影响摩擦力产生的热量。
当法向力增大时,摩擦力产生的热量也会增大。
五、摩擦力产生热量的应用摩擦力产生的热量在日常生活中有许多应用。
例如,打火机使用的火花就是通过摩擦力产生的。
打火机的摩擦片与打火轮之间的摩擦产生了足够的热量,将打火机内的燃料点燃。
此外,刹车时的制动力也是通过摩擦力产生的热量来实现的。
当车辆行驶时,刹车片与车轮之间的摩擦会产生大量热量,将车辆的动能转化为热能,从而减速或停车。
六、摩擦力产生热量的注意事项在实际应用中,需要注意摩擦力产生的热量对物体的影响。
过大的摩擦力产生的热量可能会导致物体表面的温度升高过高,甚至引发火灾。
因此,在工程设计和日常使用中,需要合理控制摩擦力的大小,避免产生过多的热量。
滑动摩擦力做功“Q=fs相对”模型
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摩擦生热的“Q=f ·s 相对”模型太原市第十二中学 姚维明模型建构: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.【模型】一个物体在另一个物体上相对滑动, 摩擦产生的热量“Q=f ·s 相对”【特点】①只有滑动摩擦力才能产生内能, 静摩擦力不会产生内能;②摩擦产生的内能等于滑动摩擦力与相对路程的乘积;③一般要结合动量守恒定律解题(系统不受外力或所受外力合力为零,不管物体间是否相互作用,此时合外力冲量为零,故系统动量守恒);④两物体速度相同时,发热产生的内能最大。
【模型1】如图1所示,在光滑水平面上放一质量为M 的长木板,质量为m 的小物体从木板左侧以初速度v 0滑上木板,物体与木板之间的滑动摩擦系数为μ,求⑴最终两者的速度⑵系统发热产生的内能〖解析〗⑴物体滑上木板后受摩擦阻力作用做减速运动,而木板受摩擦动力作用做加速运动,当两者速度相同时,无相对运动,滑动摩擦力消失,以后系统以共同的速度匀速运动根据动量定理:m v 0=(m+M )v解得:0v mM m v += ⑵如图9所示,设物体对地的位移为s 1,木板对地的位移为s 2 根据动能定理: 对m :20212121mv mv mgs -=-μ 对M : 2221Mv mgs =μ 解得: )2121(21)(222021Mv mv mv s s mg +-=-μ =mM M mv 2120+∙ 可见:系统机械能的减少量全部转变成了内能。
发热损失的能量Q=μmgs 相对模型典案:【典案1】如图11所示,质量为M=1kg 的平板车左端放一质量为m=2kg 的物体与车的摩擦系数μ=0.5。
开始车与物体同以v 0=6m/s 的速度向右在光滑水平面上运动,并使车与墙发生正碰。
摩擦力生热的计算式是什么?
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摩擦力生热的计算式是什么?在学习高中物理的时候往往会遇到很多关于物理问题,上课觉着什幺都懂了,可等到做题目时又无从下手。
以至于对于一些意志薄弱、学习方法不对的同学就很难再坚持下来。
过早的对物理没了兴趣,伤害了到高中的学习信心。
收集整理下面的这几个问题,是一些同学们的学习疑问,小编做一个统一的回复,有同样问题的同学,可以仔细看一下。
【问:摩擦力生热的计算式是什幺?】答:互为作用力反作用力的一对摩擦力做的总功,用来量度该过程系统由于摩擦而减小的机械能,也就是系统增加的内能,也就是摩擦生热。
计算式fd=q(d为这两个物体间相对运动的路程)【问:电容器的大小取决于哪些因素?】答:电容的大小主要取决于正对面积、板间距离与介质。
公式c=εs/4πkd;此外,还有电容定义式c=q/u;后者并不是决定c大小的物理量,主要是用来计算的。
请同学们参考下电阻大小(r=ρl/s)决定于哪些因素来理解电容。
【问:热力学第一定律的内容与表达式?】答:热力学第一定律w+q=Δu;(做功和热传递,是两种改变物体内能的方式,在效果上是等效的,总能内能的改变为两者代数和),w:外界对物体做的正功(j),q:物体吸收的热量(j),也叫外界向物体传到的热量,Δu:系统增加的内能(j)。
【问:什幺是平抛运动?】答:平抛运动的物体,在水平方向上匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,它是一种特殊曲线运动模式。
因为合外力等于重力,不变,因此平抛运动是加速度恒定的运动,(不是直线运动),研究平抛运动,我们要在竖直与水平这两个方向上进行分解(位移、速度),速度也满足矢量的合成与分解运算。
【问:如何把学过的物理考点吃透?】答:高中物理知识都比较抽象,吃透一个考点除了明白其概念外,还要辅助做一些题。
某个知识点的不同考法,可以命几种不同类型的题,每个类型的题练个两三。
摩擦力产热计算公式
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摩擦力产热计算公式
一般摩擦产生的热量用公式Q=fS(相对)计算。
相互摩擦的物体表面分子相互碰撞的过程。
假定一个物体静止,另一物体相对该物体运动。
则在此过程中,静止物体中的分子被撞击,获得了运动物体中分子的部分或全部定向动能。
获得此定向动能的分子又会与周围的其它分子相互碰撞,由于分子间的碰撞极为频繁,而撞击的方向又是随机的,因此,原本的定向动能最终转变为无规则运动动能,即热运动动能增大。
从而导致相互摩擦的物体表面在宏观上表现为内能增大,温度升高。
另一方面,获得由定向动能转变而来的额外热运动能的表面附近分子,在运动中有可能会跑到物体内部,或与内部分子碰撞,从而使内部分子的热运动加剧。
从而导致整个物体变“热”。
扩展资料:根据摩擦生热的现象,认为热是一种特殊的运动形式,不少物理学家都相信这一点。
但是这种看法由于缺乏精确的实验根据,还不能形成科学的理论。
到了18世纪,对热的研究走上了实验科学
的道路。
把热看成是一种特殊物质的热质说,由于能够解释某些实验结果,因而在当时获得了承认。
热质说将热看成一种没有质量或不可称量的流质——热质,它不生不灭,存在于一切物体之中,物体的冷热程度,决定于其中所含热质的多少。
摩擦热量计算公式推导
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摩擦热量计算公式推导好的,以下是为您生成的文章:在咱们的物理世界里,摩擦生热可是个相当有趣的现象。
你想想,当两个物体相互摩擦的时候,它们会产生热量,那这热量到底怎么算呢?这就得靠咱们的摩擦热量计算公式啦。
先来说说摩擦这回事儿。
就拿咱们骑自行车来说吧,车链子和齿轮之间不停地摩擦。
要是你骑了很长时间,停下来摸摸车链子,哇,烫手!这就是摩擦产生的热量。
那咱们怎么来推导这个神奇的摩擦热量计算公式呢?其实啊,这得从功和能量的角度出发。
当一个物体在力的作用下移动了一段距离,我们就说力对物体做了功。
而在摩擦的情况下,摩擦力所做的功就会转化为热量。
假设一个物体在摩擦力$f$的作用下,沿着摩擦力的方向移动了一段距离$s$。
那么摩擦力做的功$W$就等于摩擦力$f$乘以移动的距离$s$,即$W = fs$。
但是这里要注意啦,摩擦力的方向和物体移动的方向往往是相反的。
所以,摩擦力做的功实际上是负功。
这就意味着,物体因为摩擦失去了能量,而这些失去的能量就以热量的形式表现出来。
为了更直观地理解,咱们再举个例子。
想象一下,你在粗糙的地面上用力推一个很重的箱子。
你使了好大的劲儿,箱子才慢慢地移动。
你的手和箱子之间就有摩擦力,你越用力推,推得越久,箱子移动得越远,产生的热量就越多。
经过一系列的实验和理论研究,科学家们发现,当摩擦力$f$保持不变时,产生的热量$Q$就等于摩擦力做的功的绝对值,也就是$Q = |fs|$。
可要是摩擦力不是恒定不变的呢?这时候就得用到积分的知识啦。
不过别担心,咱们先不深入探讨那么复杂的情况。
在实际生活中,摩擦热量的计算可太有用了。
比如说,机器运转的时候,零件之间的摩擦会产生热量。
如果热量太多,零件可能就会损坏,影响机器的正常工作。
工程师们就得根据摩擦热量计算公式,来选择合适的材料,或者加上润滑油,减少摩擦,控制热量的产生。
再比如,汽车的刹车系统。
刹车的时候,刹车片和刹车盘之间剧烈摩擦,产生大量的热量。
摩擦生热的量度课件
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在工业领域,摩擦生热被用于各种加工 过程,如切削、磨削和钻孔。在这些过 程中,工具和工件之间的摩擦会产生热 量,导致材料软化和易于加工。
3
航空航天领域
在航空航天领域,摩擦生热是一个关键 问题。由于高速飞行和极端温度条件下 的摩擦,飞机和火箭的部件容易受到损 坏。因此,需要使用具有高抗热性和耐 磨性的材料来制造这些部件。
摩擦生热材料 一些材料(如碳纳米管、金属纳米颗粒等)在受 到摩擦时会产生热量。这种材料可以用于制造高 效的加热器或温度传感器。
摩擦生热在其他领域的应用
1
医学领域
在医学领域,摩擦生热被用于治疗某些 疾病,如关节炎和肌肉疼痛。例如,超 声波治疗和按摩疗法都涉及利用摩擦生 热来缓解疼痛和炎症。
2
工业领域
摩擦生热的量度
目录
• 摩擦生热的基本原理 • 摩擦生热的测量技术 • 不同材料的摩擦生热特性 • 摩擦生热的控制与利用 • 摩擦生热的研究进展与前沿 • 结论与展望
01
摩擦生热的基本原理
摩擦力的来源
表面不平整
两个相互接触的表面,由于其微观结构的不 平整,导致接触点间产生弹力。
粘附力
由于分子间作用力,两个表面之间会产生粘 附力,使得它们难以相对滑动。
摩擦生热的测量技术
量热计的使用
量热计是一种用于测量物质在摩擦过程中产 生的热量的仪器。
它通常由一个包含水和电热元件的容器组成, 电热元件将摩擦产生的热量转化为水的温度 升高。
通过测量水的温度升高,可以计算出摩擦过 程中产生的热量。
热电偶的测量原理
热电偶是一种基于塞贝克效应的测量温度的装置。
它由两种不同材料组成的热电偶丝组成,当两端存在温度差时,热电偶丝中会产生 电动势。
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摩擦生热公式的推导及其应用
陕西省宁强县第一中学李开春
功能关系在人们的生活、生产、军事以及科研等各项领域都有广泛应用,因此它成为高中物理教学以至高考的重要内容。
其中,物体克服摩擦力做功消耗机械能而转化为内能,即通常人们所说的“摩擦生热”更是近年来高考的热点。
首先,是摩擦生热公式的推导。
如图所示:光滑的水平面上静止一木板,一木块从木板的左端向右滑动。
当木块在木板上滑动一段距离
在木板上滑动这段距离的过程中,木块与木板之
间的滑动摩擦力大小为f。
以地面为参考系,木
块的位移为s1 ,木板的位移为s2 ,木块在木板
上滑动的距离(即木块相对于木板的位移)为d,则这段过程中,木板的摩擦力对木块做负功,木块的动能减小。
根据动能定理,木块动能的减小量等于木块克服摩擦力做的功,即:△E k
= f s1
1
同理,在这段过程中,木块的摩擦力对木板做正功,木板的动能增加。
根据动能定理,木板动能的增加量等于木块对木板做的功,即:
△E k 2 = f s2
由于s1>s2 ,因而有:△E k 1﹥△E k 2 ,即木块动能的减小量大于木板动能的增加量,即机械能总量减小,机械能转化为内能。
由能的转化和守恒定律可知,产生的热量即转化的内能等于减小的机械能,有:Q = △E k 1 -△E k 2= f(s1 - s2)
由图示可知:s1 - s2 = d
联立以上各式便可得出摩擦生热的公式:
Q = f d
由以上推导过程及相关知识不难知道“摩擦生热”具有两大特点:(1)静摩擦力不能产生热量,通常所说的“摩擦生热”是指滑动摩擦力产生热量;(2)滑动摩擦力(空气或水等的阻力)产生的热量等于滑动摩擦力(空气或水等的阻力)大小与物体间滑动距离(即相对路程)的乘积。
[例]:质量为m的皮球从距离水平地面高为h的地方由静止开始下落。
若皮球在运动过程
中所受空气阻力大小恒为f,皮球在每次与地面的碰撞过程中均不损失机械能,求皮球从开始下落到最后静止在地面上的整个过程中所经历的路程。
[解]:皮球在运动过程中,克服空气阻力做功,机械能转化为内能,即摩擦生热。
设整个过程中产生的热量为Q,根据能的转化和守恒定律有:
Q = mgh
设皮球从开始下落到最后静止在地面上的整个过程中所经历的路程为s。
根据摩擦生热公式有:Q = f s
连立以上两式得:s = mgh
f
即皮球在整个运动过程中所经历的路程为mgh。
f
陕西省宁强县第一中学(0916)4221568 邮编:724400。