作用力和反作用力做功的几种情况分析
一对作用力和反作用力做功的特点
一对作用力和反作用力做功的特点功是力对空间的一种累积作用,它是标量,它的大小等于力沿受力点位移方向的投影与受力点位移大小的乘积。
一对作用力与反作用力的做功情况:1)作用力与反作用力做的功大小相等、符号相反:如,在光滑的水平面上,用力F推靠在一起的A、B两物体向前运动一段位移,由于有F AB=-F BA,S A=S B,所以得:W AB=-W BA。
再如,A、B两物体叠放在一起在水平外力F作用下向前加速运动过程中,存在于两物体间的静摩擦力做的功大小相等、符号相反。
2)作用力与反作用力做的功可以大小相等、符号相同:(A)都做正功:如,放置于光滑水平面上的两个带异种电荷且完全相同的带电物体A、B,由静止开始在静电引力作用下各移动了一段大小相等的位移,由于两力的方向与其对应的位移同向,则两相互作用力做的功大小相等、符号相同.(B)都做负功:上例中,若两物体以相同的初速度分别向相反的方向运动,在任一段时间内通过的位移大小相等,则两物体间的相互作用力做大小相等的负功.3)作用力与反作用力做的功大小不等、符号相同:若A、B两物体的质量不等,相互作用后分开,则它们在相同的时间内位移不等,则两相互作用力做的功大小不等、符号相同.4)作用力与反作用力做的功大小不等、符号相反:如物体A以一定速度V滑上表面粗糙的木板B,木板B放在光滑水平面在两物体达共同速度之前,由于S A>S B,则两物体间的滑动摩擦力做的功分别为W f BA=f BA•S A Wf AB=f AB•S B 其大小不等、符号相反。
5)作用力与反作用力中可以是一个力做功,而另一个力不做功:在上例中,若将木板B固定,则S B=0,即物体A对B的滑动摩擦力不做力,而B对A依然做负功.综上所述,一对作用力与反作用力做的功并不一定是大小相等、符号相反的,其原因是作用力与反作用力的作用点分别作用于两个不同的物体,在相互作用的过程中其位移并不一定相同。
也正因为如此,由两个物体组成的系统若不受外力或所受外力做的功为零,但由于内力做功的代数和不一定为零,则该系统的总动能并不一定守恒,如在爆炸过程中,系统的内力做正功,系统的总动能增加。
一对作用力和反作用力做功的特点
一对作用力和反作用力做功的特点作用力和反作用力是自然界中普遍存在的一对力。
它们具有一些特点,下面将详细介绍。
首先,作用力和反作用力总是相等的。
根据牛顿第三定律,作用力和反作用力大小相等,方向相反。
这是因为它们是由相互作用的两个物体所施加的力。
例如,当我们站在地面上时,我们对地面施加了一个向下的力,而地面对我们也施加了一个向上的力。
两个力的大小相等,方向相反,同时存在。
其次,作用力和反作用力分别施加在不同的物体上。
作用力施加在一个物体上,而反作用力施加在另一个物体上。
以摩擦力为例,当我们扔出一个球时,我们对球施加了一个向前的力,而球对我们也施加了一个向后的摩擦力。
这两个力分别作用在扔球者和球上。
第三,作用力和反作用力的作用点在不同的物体上。
作用力的作用点是施加力的物体上的一些点,而反作用力的作用点是受力的物体上的一些点。
以跳水为例,运动员的脚朝水中踢去,脚所受的反作用力作用于身体的其他部分。
这样,才能使运动员产生旋转的动作。
第四,作用力和反作用力是同时发生的。
根据牛顿第三定律,作用力和反作用力是同时作用的,不存在时间上的先后。
当一个物体对另一个物体施加了作用力时,另一个物体也会同时对第一个物体施加同等大小、方向相反的反作用力。
这可以用弹簧弹起小球的例子来说明,当小球压缩弹簧并释放时,弹簧对小球施加一个向上的作用力,同时小球对弹簧也施加一个向下的反作用力。
第五,作用力和反作用力的功相互抵消。
由于作用力和反作用力大小相等,方向相反,所以它们所作的功相互抵消。
例如,当我们用力推一个静止的墙壁时,我们对墙的推力做功,但墙壁同样对我们施加等大反向的力,使得我们做的功为零。
最后,作用力和反作用力的性质不同。
作用力通常是由主动物体施加的,而反作用力则是被动的反馈力。
以划船为例,行人用桨划船时,桨受到水的阻力,水也对桨施加一个相等大小、方向相反的阻力,使得划船者能够前进。
综上所述,作用力和反作用力是相互作用的两个力,它们总是相等的、分别施加在不同的物体上,作用点也分别在不同的物体上。
对作用力和反作用力做功的探讨
对作用力和反作用力做功的探讨在物理学中,作用力和反作用力是一个经典的概念。
它们是描述物体之间相互作用的力的两个方面。
作用力是一个物体对另一个物体施加的力,而反作用力则是相对作用力的力,作用于施加作用力的物体上。
在这篇文章中,我们将探讨作用力和反作用力在做功方面的作用。
首先,我们需要理解什么是做功。
在物理学中,功可以定义为力对物体施加的作用导致物体发生位移时所做的工作。
数学上可以表示为:功(W)= 力(F)× 位移(d)× cosθ其中,W是功,F是力,d是位移,θ是力与位移之间的夹角。
当我们谈论作用力和反作用力时,需要注意的是,它们的大小相等,方向相反。
也就是说,如果物体A对物体B施加一个力F,那么物体B就会对物体A施加一个大小相等但方向相反的反作用力-F。
这是牛顿第三定律的内容。
当一个物体施加作用力时,它会对另一个物体做功。
这是因为作用力对物体施加的力导致了物体的位移。
而根据功的定义,如果力存在且有位移,就会有功。
例如,考虑一个推车的例子。
当我们用力推车时,我们对推车施加了一个作用力。
这个作用力导致了车的位移,因此我们对推车做了功。
然而,根据牛顿第三定律,车也对我们施加了一个大小相等但方向相反的反作用力。
这个反作用力也会对我们做功。
但是,由于我们与推车的位移方向相反,所以角度θ为180°。
根据功的公式,cosθ=-1,所以推车对我们做的功为-Fd,与我们对推车做的功相等但符号相反。
上述例子表明,无论是作用方还是反作用方,力都对对方做了功。
这是因为力对物体施加作用导致了物体的位移。
按照功的定义,只要存在力且有位移,就会有功。
总结一下,作用力和反作用力在做功方面起着相同的作用。
无论是作用方还是反作用方,力对对方都做了功。
这是因为力对物体施加作用导致了物体的位移。
根据功的定义,力存在且有位移就会有功。
所以,作用力和反作用力在做功方面没有本质的区别。
然而,在实际问题中,可能会出现一些物体施加的作用力对其他物体做功,而其他物体对该物体施加的反作用力对该物体没有做功的情况。
为什么作用力和反作用力做功不一定相等
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为什么作用力和反作用力做功不一定相等
作用力和反作用力是牛顿第三定律中的两个重要概念。
根据这一定律,每一个
物体都对另一个物体施加一个大小相等、方向相反的力。
然而,尽管这两个力大小相等方向相反,它们所做的功却不一定相等。
这一现象的背后有许多因素需要考虑。
首先,作用力和反作用力的功并不一定相等是因为它们作用的物体可能有不同
的运动状态。
例如,在一个光滑的水平面上,一个人在推一个静止的箱子,作用力和反作用力的大小相等,方向相反,但箱子没有运动,因此它们的功不相等。
这是因为功的计算不仅取决于力的大小和方向,还取决于力和物体之间的位移及角度。
另外,作用力和反作用力不一定相等的原因还在于作用时间的长短。
在物体运
动时,做功的大小与作用力的大小、作用力的方向以及物体移动的距离有关。
当作用力的方向与物体移动方向一致时,作用力会做正功,当方向相反时,作用力会做负功。
如果作用力和反作用力的作用时间不同,那么它们所做的功也会不相等。
此外,摩擦力和其他外部因素也会影响作用力和反作用力做功的大小。
在现实
世界中,很少有真正光滑的表面,摩擦力往往会阻碍物体的运动。
如果考虑摩擦力,那么作用力和反作用力所做的功可能会有所不同。
综上所述,作用力和反作用力做功不一定相等是由于多种因素共同作用的结果。
在实际应用中,我们需要考虑多种因素的影响,才能准确计算作用力和反作用力的功,并正确分析物体的运动状态。
希望以上内容能够满足您的需求,如有任何疑问或者补充需要,请随时告诉我,我会尽力为您提供帮助。
浅谈摩擦力做功及作用力、反作用力做功
浅谈摩擦力做功及作用力、反作用力做功作者:徐正恒来源:《物理教学探讨》2008年第06期摩擦力做功及作用力、反作用力做功是教学的一个难点,也是高考的一个热点。
有的学生认为摩擦力总是做负功,作用力、反作用力一个做正功,另一个做负功,总功一定为零。
为了弄清这些问题,纠正学生中错误观点,下面就这些问题作一个简单的分析。
1 摩擦力做功1.1 静摩擦力做功:可以做正功、做负功、也可以不做功例手握一物体匀速向上、匀速向下及水平匀速运动时,静摩擦力分别对物体做正功、做负功和不做功。
在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的相互转移(静摩擦力起着传递机械能的作用),而没有机械能转化为其它形式的能。
一对静摩擦力所做的总功总是为零。
可以分别从做功和能量转化的角度来理解:(1)做功角度:因为这对静摩擦力的位移总是大小相等、方向相同,一个静摩擦力做正功,另一个静摩擦力做负功,总功为零。
(2)能量转化角度:没有机械能与其它形式的能的转化,只是物体间机械能的转移。
1.2 滑动摩擦力做功:可以做正功、做负功,也可以不做功如图1,滑动摩擦力f对A不做功,对B做负功一对滑动摩擦力所做总功总是为负。
因为这对滑动摩擦力的位移大小不相等,滑动摩擦力做功要生热,有机械能的减小,产生的热量为:ΔE=Q=f滑×S相如图2所示,质量为m的小木块A以水平初速度v0滑上静止于光滑水平面上质量为M的长木板B的左端,最后A、B一起以速度v匀速运动。
试分析A、B之间的滑动摩擦力f的做功情况及相应的能量变化。
对A物体f做负功:WA=-fSA=12mv2-对B物体f做正功:对A、B物体系:滑动摩擦力f对A、B系统做的总功:W=WA+WB=-f(SA-SB)=-fS相=12(M+m)v2-12mv20即:|W|=fS相=Q=ΔE=12mv20-典型问题:子弹射击木块问题中摩擦力做功与相应的能量变化。
例题一木块静止在光滑的水平面上,一颗子弹沿水平方向射入木块,若子弹进入木块的最大深度为S1,与此同时木块沿水平面移动的距离为S2,设子弹在木块中受的摩擦阻力大小不变,则在子弹进入木块的过程中:()A.子弹损失的动能与木块获得的动能之比为(S1+S2):B.子弹损失的动能与系统转化为内能的动能之比为(S1+S2):C.木块获得的动能与系统转化为内能的动能之比为S2:D.木块获得的动能与系统转化为内能的动能之比为S1:解由动能定理得,子弹损失的动能(S1+S2),木块增加的动能,系统转化为内能的动能部分ΔEk=Q=f·S1。
_摩擦力和作用力与反作用力做功
功第三课时
一、摩擦力做功
1、静摩擦力一定不做功吗?
AFf
B
f
静摩擦力对A做负功 静摩擦力对B做正功
W=-fL
W=fL
一对静摩擦力做功之和必定为零
例题1
小木块置于旋转的水平转台上,随转 台一做起匀速转动,小木块受到的摩擦
力对木块—不——做—功。
总结:静摩擦力做功的特点:
(1)静摩擦力可以做正功,也可 以做负功,还可以不做功。
(2)相互摩擦的系统内,一对静 摩擦力所做功的代数和总为零。
2、滑动摩擦力一定做负功吗?
滑动摩擦力对滑块做负功
v0
滑动摩擦力对桌面不做功
Lm
滑动摩擦力即可以 m v0
做正功,也可以做负
M
功,还可以不做功。 LM
滑动摩擦力f对m做负功 W1=- f Lm 滑动摩擦力f对M做正功 W2= f LM
一对滑动摩擦力对物体作功之和必定为负功
例题8
一个木箱放置在匀加速上升的自动扶梯上,随
自动扶梯一起上升,跟扶梯保持相对静止。木箱所
受的重力对木箱做—负————功,木箱所受的弹力对木
箱做—正————功。木箱所受的摩擦力对木箱做
正
———
——功。
N
f
a
G
三、作用力与反作用力做功
例题9
(1)若如下图A、B 两辆小车上各放一个强磁铁,各以速
度V相向运动,两磁体间的相互作用力对A车做--负-----功,两磁 体间的相互作用力对B车做--负-----功
不要以为作用力与反作用力大小相等、方向相 反,就一定有作用力、反作用力的功数值相等,总 功为零。
例题10
下列说法正确的是: ( A )
一对作用力与反作用力做功的特点
一对作用力与反作用力做功的特点作用力和反作用力是牛顿第三定律的基本内容,该定律指出:任何作用在物体上的力都会有一个对立的、大小相等、方向相反的反作用力作用在施力物体上。
这两个力总是在不同的物体之间产生,它们只是对同一个问题的两个不同方面的描述,这使得它们具有了相互作用和相互影响的特点。
一、作用力的特点:1.作用力与物体的位置变化有关:作用力的大小和方向会影响物体的位置变化,作用力越大,物体的位置变化越明显,而方向决定了物体是向前、向后还是向上、向下运动。
2.作用力与物体的质量有关:根据牛顿第二定律,物体受到的加速度与作用力成正比,与物体的质量成反比,所以作用力越大,物体的加速度也越大,而物体的质量越大,所受的作用力就越大。
3.作用力与物体的形状和结构有关:物体的形状和结构会影响作用力对物体的作用效果,例如物体的表面光滑程度、摩擦系数等都会影响作用力的传递。
二、反作用力的特点:1.反作用力与作用力大小相等:根据牛顿第三定律,反作用力与作用力大小相等,这是一个平衡的关系,即两个力的大小相等但方向相反。
2.反作用力与作用力方向相反:根据牛顿第三定律,反作用力的方向与作用力的方向相反,这意味着两个力总是在不同的物体之间产生。
3.反作用力对于物体的作用效果与作用力相同:反作用力对于物体的作用效果与作用力相同,即反作用力同样能够改变物体的运动状态。
作用力和反作用力之间有着密切的相互关系,它们共同构成一个相互作用的力对。
作用力和反作用力不仅在大小和方向上相等相反,而且在时间上也是同时出现的,一个力的产生必然伴随着另一个力的产生。
作用力和反作用力是形成力对的两个不可分割的组成部分,它们共同作用于不同的物体上,通过相互之间的相互作用而产生的效果。
例如,一个人推墙,墙产生反作用力使人后退;火箭发射时,喷气产生向后的推力,而火箭则产生反作用力向前。
另外,作用力和反作用力还具有以下特点:1.相互依赖性:作用力和反作用力是相互依赖的,没有作用力就不会有反作用力存在,只要作用力存在,反作用力就必定存在。
作用力与反作用力做功的六种情况
总第 2 4 6期 2 0 1 3 年6 月r n
叙 j 蕾 . c ‘
V V
难 点, 作用 力与反作 用力 由于等大 而反 向, 故而不少 同学就 想 当然地产生 了它们做功 一定 也是一正 一负且代数和为零 的错误 看法。还经常 出现根据 作用力 的做 功情况判 断反作 用 力的做功情况 的错误做 法,下面对作用 力和反作用力 的 做 功特 点就这个 问题举例分析如下。 关键词 作用 力和反作用力 做功 情况判断
4一对 作 用 力和 反作 用 力一 个做 正 功 , 另 一个 做 负
功
如图 4 所示 , 放在光滑水平面上的木板 M, 在 M上方有
一
Ke y wo r d s a c t i o n a n d r e a c t i o n ; a c t i n g ; s i t u a t i o n j u d g m e n t
功情况怎样? Q - — —・ v
2一 对作 用 力和反 作 用力都 做 正功
- -
Q Q
解析 : 由于同种电荷相互排斥 , A给 B一个 向左的库仑
斥力 ,小球 B向左运动 , A对 B做库仑斥 力 F : 对 B正功 ,
由于 A不 动 , 故 B给 A 的 斥 力 F 不做功。
图 2
如图 2 所示 , 在光滑绝 缘水平面上有 两个带正 电小 球 , 所带 电量均为 Q。先让两球 固定 , 某 时刻同时撤去外力后两 电荷之 间的相互作用力做功情况怎样? 解析: 撤去外力 后 , 由于 同种 电荷相互 排斥 , 会 发现两 小球迅速 向两边分开 。在小球分 开的过程 中, 由于电荷 问库 仑力 的相互作用使两个小球都 获得 了动 能 ,此过程 中库仑 力对两个小球都做 了正功 。
作用力与反作用力做功特点静摩擦和动摩擦力做功特点
作用力与反作用力做功特点静摩擦和动摩擦力做功特点作用力与反作用力是牛顿第三定律的核心内容,它指出:任何两个物体之间的作用力和反作用力是大小相等、方向相反、类型相同的一对力。
作用力与反作用力之间的关系可以用以下公式表示:F_{12}=-F_{21},其中F_{12}表示物体1对物体2的作用力,F_{21}表示物体2对物体1的反作用力。
1.大小相等:根据牛顿第三定律,作用力与反作用力的大小相等。
因此,两个物体之间相互转移的能量是相等的。
2.方向相反:作用力与反作用力的方向是相反的。
例如,一个物体向左施加力,那么它对另一个物体的作用力的方向是向左,而另一个物体对它的反作用力的方向是向右。
这种相反的方向使得能量在两个物体之间传递。
3.类型相同:作用力与反作用力的类型相同,例如重力、电磁力、弹力等。
这意味着它们能够通过相同的机制进行能量转移和转换。
4.能量转移:作用力与反作用力之间的功相等,且能量可以在两个物体之间转移。
例如,一个物体对另一个物体施加作用力时,它所作的功会转移到另一个物体上,使另一个物体获得动能或势能。
静摩擦和动摩擦力做功特点:摩擦力是物体表面接触时产生的一种阻碍两个物体相对滑动的力。
它可以分为静摩擦力和动摩擦力。
静摩擦力是物体在相对静止情况下产生的摩擦力,而动摩擦力是物体在相对运动情况下产生的摩擦力。
以下是静摩擦力和动摩擦力做功的特点:1.静摩擦力做功特点:-静摩擦力只存在于物体尚未发生滑动时,当施加的外力小于或等于静摩擦力时,物体保持静止。
静摩擦力的大小等于施加在物体上的最大外力,即静摩擦力的极限。
-静摩擦力做功时,物体没有产生位移,因为静摩擦力的方向恰好与外力的方向相反,从而使得两个力抵消,物体保持静止。
因此,静摩擦力做功为零。
2.动摩擦力做功特点:-动摩擦力存在于物体相对滑动或相对滑动趋势的情况下。
它的大小往往小于或等于静摩擦力。
-动摩擦力做功时,物体产生位移,并且与位移方向相反。
一对作用力与反作用力做功的特点
一对作用力与反作用力做功的特点1.功的定义与计算:功是衡量力对物体作用的一种形式,定义为力沿着力的方向对物体施加的作用导致物体移动的能力。
在一对作用力与反作用力中,这两个力大小相等、方向相反。
牛顿第三定律指出,任何对物体的作用力都会引起物体对该力的反作用力。
由于作用力与反作用力大小相等、方向相反,因此它们所做的功相等且互为负数。
2.能量转化与转移:需要强调的是,一对作用力与反作用力的作用对象并不是同一个物体。
作用力作用在物体A上,而反作用力作用在物体B上。
假设物体A沿着力的方向移动,那么作用力对物体A所做的功是正的,而反作用力对物体B所做的功是负的。
这种转化和转移的特点反映了能量守恒的原理。
3.动能的变化:根据功的定义,物体所受到的总功等于物体的动能变化。
在一对作用力与反作用力中,作用力对物体A做正功,使物体A的动能增加,而反作用力对物体B做负功,使物体B的动能减小。
这个过程实际上是能量在物体A与物体B之间的转移。
4.功的矢量性质:5.反向与倾向性:一对作用力与反作用力一定存在着两种相互对立的倾向,具体表现为物体A受到作用力的倾向是沿着作用力的方向运动,而物体B受到反作用力的倾向是沿着反作用力的方向运动。
这种特点保证了物体间靠近或远离的正常状态。
6.力的作用时间:在实际应用中,一对作用力与反作用力经常会发生在物体间的接触过程中,如运动中的撞击、摩擦力以及物体的支撑力等。
了解一对作用力与反作用力做功的特点对于我们理解物体的运动、能量的转化与转移以及力学原理的应用非常重要。
作用力与反作用力做功
作用力与反作用力做功作用力和反作用力在物理学中是非常重要的概念。
作用力是指一个物体对另一个物体施加的力,而反作用力则是第二个物体对第一个物体施加的力。
这种作用和反作用的力是相互作用力的一种表现形式。
根据牛顿第三定律,作用力和反作用力的大小相等,方向相反。
这意味着如果一个物体对另一个物体施加了一个力,那么另一个物体将以相等大小的反作用力对第一个物体施加一个力。
这是一个基本的物理原理,也是许多物理现象的重要基础。
首先,让我们来看一下作用力和反作用力的概念。
作用力是一个物体施加在另一个物体上的力。
例如,当我们向前推一辆停在原地的汽车时,我们施加了一个作用力。
在这个过程中,我们向前推车的手向前施加了一个力,而车以相等大小的反方向的力对手施加了一个反作用力。
这就是为什么车在我们推它的同时会向后移动一小段距离。
作用力和反作用力之间存在一个重要的关系,即它们的大小相等,方向相反。
这是因为物体通过相互作用来影响彼此。
例如,在摩擦力的情况下,当一个物体施加一个力以推动另一个物体时,两个物体之间存在摩擦力。
作用于前一个物体的摩擦力与作用于后一个物体的摩擦力大小相等,方向相反。
这就是为什么在摩擦力的作用下,两个物体之间的相对运动受到阻碍。
作用力和反作用力不仅仅存在于物体之间的相互作用中,它们也在其他物理现象中起到了重要的作用。
例如,当我们行走时,我们脚对地面施加了一个作用力,而地面以相等大小的反向力对我们施加了一个反作用力。
这就是我们能够在地面上行走的原因。
作用力和反作用力也可以在机械工作中发挥重要作用。
例如,当我们使用撬杆时,我们施加一个作用力以移动物体。
撬杆通过对物体施加一个反作用力来产生运动。
同样地,当我们使用绳索或拉索时,我们施加一个作用力以拉动物体。
绳索对物体施加一个相等大小的反作用力,使物体产生运动。
无论是在日常生活中还是在科学研究中,理解作用力和反作用力的概念是非常重要的。
这些力的相互作用使我们能够理解许多现象,例如摩擦、行走和机械工作。
作用力和反作用力做功代数和
作用力和反作用力做功代数和作用力和反作用力是物理学中的两个重要概念,它们之间存在着密切的关系。
在物理学中,力是物体之间相互作用的结果,作用力和反作用力总是成对出现的。
作用力和反作用力的代数和为零,这意味着它们的大小相等、方向相反。
本文将从作用力和反作用力的概念、作用力和反作用力的关系以及作用力和反作用力的功的角度来探讨这个问题。
作用力和反作用力是物理学中的基本概念。
作用力是指物体之间相互施加的力,它是由物体之间的接触或远距离作用引起的。
而反作用力则是作用力的相对应的力,大小相等、方向相反。
根据牛顿第三定律,任何一个物体对另一个物体施加作用力的同时,另一个物体也会对其施加大小相等、方向相反的反作用力。
这种相互作用的力对是自然界中普遍存在的,例如我们走路时,地面向上对我们施加一个作用力,我们同时也对地面施加一个与之大小相等、方向相反的反作用力。
作用力和反作用力之间存在着密切的关系。
作用力和反作用力总是成对出现的,它们之间有着一种相互依存的关系。
无论是作用力还是反作用力,都无法单独存在。
作用力和反作用力之间的关系可以用牛顿第三定律来描述,即对于任何一个物体而言,其所受到的作用力和反作用力之和为零。
这意味着作用力和反作用力的代数和为零,它们的大小相等、方向相反。
这种力对的存在保证了物体之间的相对稳定性,同时也是物体运动的基础。
作用力和反作用力在做功的过程中也有着重要的作用。
功是力对物体做的功,它是衡量力对物体产生影响的大小的物理量。
在作用力和反作用力的过程中,它们所做的功是相互抵消的。
由于作用力和反作用力的大小相等、方向相反,它们所做的功相互抵消,总和为零。
这意味着在力对的作用下,物体的能量不会发生改变。
例如,当我们用力推动一把椅子时,我们对椅子施加一个向前的作用力,同时椅子对我们也施加一个向后的反作用力。
由于这两个力的大小相等、方向相反,所以它们所做的功相互抵消,椅子的能量不会发生改变。
作用力和反作用力是物理学中的重要概念,它们之间存在着密切的关系。
作用力和反作用力做功的几种情况分析
作用力和反作用力做功的几种情况分析作用力和反作用力是牛顿第三定律的重要内容,它描述了两个物体之间互相施加力时产生的相互作用。
根据牛顿第三定律,作用力和反作用力具有相等的大小但方向相反。
当作用力和反作用力分别施加在两个物体上时,它们会互相进行功的转换。
本文将分析作用力和反作用力在不同情况下的几种功转换方式。
情况一:水平方向的推拉作用力假设有两个物体A和B,物体A以力F向右推物体B。
根据牛顿第三定律,物体B受到的反作用力F'的方向与F相反,即向左。
在这种情况下,力F对物体A做正功,而反作用力F'对物体B则做负功。
当物体A推动物体B沿着水平方向移动一段距离d时,力F所做的功可以表示为W=F×d。
然而,反作用力F'所做的功则为-W'=-F'×d,其中W'为负值。
由于作用力和反作用力大小相等,即F=F',所以-F'=F'×(-1)。
因此,W=-W',即作用力和反作用力所做的功大小相等但符号相反。
情况二:物体之间的拉力考虑一个绳子连接两个物体A和B,物体A向下施加一个向下的拉力F,根据牛顿第三定律,物体B会受到一个大小相等但方向相反的向上拉力F'。
在这种情况下,力F对物体A做负功,而反作用力F'对物体B则做正功。
当物体A向下移动一段距离d时,力F所做的功为-W=-F×d。
反作用力F'所做的功为W'=F'×d。
同样地,作用力和反作用力所做的功大小相等但符号相反。
情况三:物体的重力和支持力考虑一个物体A位于水平面上,受到向下的重力Fg作用。
根据牛顿第三定律,物体A同时受到向上的支持力Fs,它们的大小相等但方向相反。
在这种情况下,重力Fg对物体A做正功,因为Fg与移动方向相同。
而支持力Fs对物体A做负功,因为Fs的方向与Fg相反。
当物体A在水平方向移动一段距离d时,重力Fg所做的功为W=Fg×d。
作用力与反作用力做功
作用力与反作用力做功由于两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在不同的物体上,所以作用力与反作力做功有许多奇妙之处。
虽然作用力与反作用力大小相等,但这两个力作用在相互作用的两个物体上,这两个物体在相同时间内的运动情况是由这两个物体所受的合力、物体的质量以及运动的初始条件这三个因素共同决定的,而两个物体间的这三个因素没有必然的联系,所以两个物体在相互作用力方向上的位移也没有必然的联系,因此作用力与反作用力做功也没有必然的联系。
现在我们一起来感受作用力与反作用力做功的奇妙之处吧!一、作用力与反作用力均做正功如果作用力与反作用力的作用点所发生的位移与对应的力的夹角,那么作用力与反作用力就做正功。
如图所示,静止在光滑冰面上的两个游戏者彼此将对方推开这一过程,在彼此离开前作用力与反作力均做正功。
二、作用力与反作用力均做负功如果作用力与反作用力的作用点所发生的位移与对应的力的夹角,那么作用力与反作用力就做负功。
如图所示,在两个小车上固定两块强力的磁铁,让磁铁的N极(S极)相对放在光滑的水平桌面上。
现让两小车相向运动,在向中间靠近的过程中,作用力与反作用力均做负功。
三、作用力与反作用力一个做正功,一个做负功如图所示,静止在光滑水平面上的小车,上表面粗糙,具有一定初速度的小物体从小车的一端滑向另一端的过程中,它们间的摩擦力是一对作用力与反作用力,物体对小车的摩擦力对小车做正功,小车对物体的摩擦力对物体做负功。
四、作用力与反作用力一个做功,一个不做功在作用力与反作用力中,只要其中一个力的作用点在力的方向有位移,另一个力的作用点在力的方向没有位移,就会出现一个力做功而另一个力不做功的情形。
如图所示,在光滑冰面上的运动员站在竖直的墙壁前,用手推一下墙壁,运动员会向后滑去。
在离开墙壁前运动员对墙的作用力不做功,墙对运动员的作用力要做功。
五、作用力与反作用力均不做功若作用力与反作用力的作用点在力的方向没有发生位移,那么这对作用力与反作用力均不做功。
高中物理中作用力与反作用力做功情况
高中物理中作用力与反作用力做功情况1、作用力与反作用力都做正功,如在光滑冰面上两个小孩相互推动推力对两小孩都做正功;2、作用力与反作用力都做负功,如两辆相向运动的小车上各放一条形磁铁同名磁极相对,磁场力为阻力都做负功;3、作用力与反作用力一个做正功,一个做负功,如静止在光滑水平面上的小车,上表面粗糙,具有一定初速度的小物体从小车的一端滑向另一端的过程中,它们间的摩擦力是一对作用力与反作用力,物体对小车的摩擦力对小车做正功,小车对物体的摩擦力对物体做负功;4、作用力与反作用力一个做功,一个不做功,如一物块在水平地面滑动,摩擦力对物块做功而对地面不做功,再如,在光滑冰面上的运动员站在竖直的墙壁前,用手推一下墙壁,运动员会向后滑去。
在离开墙壁前运动员对墙的作用力不做功,墙对运动员的作用力要做功。
5、作用力与反作用力均不做功,如一固定斜面上有一物体正沿斜面下滑,在物体下滑的过程中,斜面对物体的支持力与物体对斜面的压力是一对作用力与反作用力,物体在沿斜面下滑的过程中,沿这两个力的方向没有发生位移,所以作用力与反作用力均不做功。
对作用力和反作用力做功的探讨功、功率、动能定理等知识是高中物理中非常重要的知识点,其灵活性强,综合面广,对学生的能力要求非常高。
而力对物体的做功又是综合应用的基础。
因此是否能够正确求出力对物体做功,对功率和动能定理及机械能守恒的运用起了决定性的作用。
而这里面关于作用力和反作用力做功的求解又是学生比较容易混淆的地方,很难准确的求解出正确的答案。
因为大多数的学生都存在着这样一种误区,由于作用力和反作用力总是大小相等、方向相反,所以由于学生思维定式的影响,往往都是不加思索的、想当然的认为这对作用力和反作用力所做的功也一定是大小相等、方向相反的,即一个力做正功(负功),其反作用力一定做负功(正功)。
其实不然,其中包含了很多种的情况。
因此本文就针对作用力和反作用力做功的所有的情况来进行分析,使学生能够清楚的认识到作用力和反作用力做功的不同形式,便于学生深刻理解做功的内涵,达到灵活应用的目的。
作用力与反作用力做功的例子
作用力与反作用力做功的例子
嘿,咱今天就来讲讲作用力与反作用力做功的例子。
你想想啊,就好比你用力去推一堵墙,你使了多大的劲儿,墙不就给你多大的反作用力嘛!这时候力就产生啦!就说打乒乓球吧,你挥拍去击球,球不是会快速飞出去嘛,这就是你给球施加的作用力让球有了动能呀。
那同时呢,球撞击到球拍上不也会给球拍一个反作用力嘛,这反作用力做功可不能小瞧哦!
再比如说,你一脚踢在足球上,哇塞,那足球“嗖”地飞出去老远,你这一脚的力就让足球能跑好远好远,这就是作用力在做功呀!而足球撞到什么东西反弹回来的时候,那给你脚的反作用力也让你的脚能感觉到呢!你说神奇不神奇?
想象一下哈,两个小朋友在玩跷跷板,这边的小朋友用力把那边的小朋友跷起来,这就是作用力在起作用呀!而另一边的小朋友被跷起来后又落下去,给这边的小朋友一个相反的力,这不也是作用力与反作用力在互相较量嘛,而且都在做功呢。
还有啊,你从高处跳下,落地的时候是不是会感觉地面给你一个冲击力呀,这就是你给地面施加了作用力,地面给你的反作用力呀,这冲击的过程不就是在做功嘛!
哎呀呀,生活中这样的例子简直太多啦!像汽车在路上跑,轮子给地面的力和地面给轮子的反作用力;火箭发射时燃料燃烧产生的推力和空气给火箭的阻力,都是作用力与反作用力做功的体现呀!难道不是很有趣吗?
我觉得啊,作用力与反作用力做功真的是无处不在,它让我们的世界变得丰富多彩,充满了各种奇妙的现象和变化呢!。
作用力和反作用力做功
作用力和反作用力做功引言牛顿第三运动定律告诉我们,作用力和反作用力是大小相等,方向相反的,在解决质点组动力学问题时,经常要涉及到作用力和反作用力做功问题。
根据牛顿第三定律知作用力和反作用力是大小相等、方向相反的,作用力和反作用力所做的功是不是总是大小相等、方向相反,代数和总是为零?作用力和反作用力做功及其代数和与参考系的选取有什么关系呢?1 作用力与反作用力的做功并不一定是大小相等、方向相反在质点组内任选两个质点1和2,它们之间的作用力与反作用力为12F 和21F ,二质点相对选定的参照系的位置矢量分别为1r 和2r ,如图1所示,二质点分别沿图1中的虚线轨迹运动,根据功的定义,12F 和21F 做功分别为1121W F dr =⋅⎰ 2212W F dr =⋅⎰在式中由于12F 21F =-,作用力和反作用力作用于不同的质点,二质点沿不同的路径运动,所以12F 和21F 所作用的质点的位移是相互独立的,因此尽管每时每刻作用力和反作用力大小相等,方向相反,12F 21F =-,但1W 和2W 确不一定等值反号,只要12F 与1dr 的夹角为锐角,21F 与2dr 的夹角也为锐角,这对作用力与反作用力就可以同时做正功;同理若都为钝角,则都做负工,同时也会出现一个为零,即一个做功一个不做功的情况。
将dr 分解为与r 水平方向和垂直方向的二分位移1d r 和2d r ,力F 只在平行的分位移2d r 上起做功,如图b 所示,力F 在r 方向上的投影为r F ,于是做功ˆˆ()r rdA F r drr F dr =⋅= ˆr为r 上的单位矢量,由此式进一步表明二质点作用力和反作用力的做功之和决定于力和质点间相对距离的改变。
元功dA 的正负由r F 和dr 的正负决定,只有当二质点沿力的方向上无相对运动时,作用力和反作用力的和等于0!例,开普勒第三运动定律指出,行星绕太阳作椭圆运动,太阳位于椭圆的一个焦点上,若两行星在太空中作大小不等的椭圆运动,当他们分别由各自的远日点向近日点运动时,他们之间的万有引力分别与受力点的位移夹锐角,如图2 所示,所以这对作用力与反作用力同时做正功,当他们分别由近日点向远日点运动时,他们之间的万有引力和受力点的位移夹钝角,这时候作用力和反作用力做负工。
关于作用力与反作用力的例子
关于作用力与反作用力的例子
作用力和反作用力是牛顿三定律中的一个基本原理。
作用力和反作用力会成对
出现,且大小相等、方向相反。
本文将通过具体例子来解释作用力和反作用力的概念。
例1:乘坐火箭的人
当一个人乘坐火箭升空时,火箭会产生向下的作用力,推动火箭向上飞。
根据
牛顿第三定律,火箭对人的推力是火箭对地面的反作用力,这个反作用力会将人推向上方,使人和火箭一起飞向空中。
例2:划船的情形
在划船的过程中,划浆会对水施加向后的作用力,推动船向前。
根据牛顿第三
定律,水对划浆产生的反作用力会使船向相反方向移动。
这就是划船时人感觉到的反抗力,实际上是水对划浆的作用力反作用到船上的表现。
例3:开车撞墙
考虑一个开车行驶的情况,如果车辆加速向墙撞去,根据牛顿第三定律,车辆
对墙的推力是墙对车辆的反作用力。
这种反作用力将车辆迅速减速并引起碰撞的后果。
结论
作用力和反作用力是一个完整的物理学原则。
无论在日常生活中还是天体运动中,作用力和反作用力的关系都可以被准确描述。
了解这一关系有助于我们更好地理解周围世界中的各种物理现象。
通过以上例子,我们可以清楚地看到作用力和反作用力的存在,它们相互作用,决定了物体的运动状态和相互影响。
当我们应用牛顿第三定律的概念,我们可以更好地理解世界中发生的各种物理现象。
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作用力和反作用力做功的几种情况分析
作用力与反作用力发生在相互作用的两个物体之间,作用力与反作用力的功的问题实质上就是寻找力的方向上的位移问题。
在这里我从几个实例出发,就有关作用力做功与反作用力做功的几种类型进行了分析,以帮助同学们理清思路,提高分析问题的能力。
一、作用力与反作用力均不做功
例1.如图1所示,质量为m1的a物体和质量为m2的b物体在水平拉力f的作用下,一起沿光滑水平面向右运动,当运动距离为s 时,这一过程中,a物体对b物体的支持力做功大小?b物体对a 物体的压力做功大小?
解析a物体对b物体的支持力与b物体对a物体的压力是一对作用力与反作用力。
物体运动距离为s过程中,由于a物体对物体的支持力fn在这一方向上物体的位移为零,所以a物体对b物体的支持力fn做的功一定为零。
同样分析,b物体对a物体压力f′n 做的功也一定为零。
此题也可进一步分析得出地面对a物体的支持力和a物体对地面的压力这一对作用力与反作用力均不做功。
二、作用力做功,反作用力不做功
例2.如图1所示,质量为m1的a物体和质量为m2的b物体在水平拉力f的作用下,一起沿粗糙水平面向右运动,设动摩擦因数为μ,运动距离为s,求地面对a物体摩擦力做功的大小和a物体对地面摩擦力做功的大小?
解析:从整体上分析,a和b组成的系统受四个力的作用:重力(m1+m2)g,地面对系统的摩擦力f,地面支持力fn,拉力f。
地面对a物体的摩擦力与a物体对地面的摩擦力是一对作用与反作用力。
地面对物体a的摩擦力为:f=μ(m1+m2)g。
当系统运动距离为s时,地面对a物
体的摩擦力做功大小为:w=fs=μ(m1+m2)gs。
但由于地面处于静止状态,在a物体对地面摩擦力的方向上位移为零,所以a物体对地面摩擦力做功大小为零。
三、作用力做正功,反作用力也做正功
例3.如图2所示,两个用条形磁铁做成的小车a和b,原来静止放在光滑水平面上,现从静止状态同时开始释放它们,分析以后的过程中它们之间的力的做功情况?
解析:如图所示的小车之间表现为相互吸引力,这是一对作用力与反作用力。
开始静止在光滑水平地面上,当释放它们后,对两个物体而言,力的方向都与物体的位移方向相同,即作用力做正功,反作用力也做正功。
四、作用力做负功,反作用力也做负功
例4.如图2所示,两个用条形磁铁做成的小车a和b,原来静止放在光滑水平面上,给a车一个向左的初速度的同时,给b车一个向右的初速度,分析两小车相距最远之前,其相互作用力的做功情况?
解析:同上的分析过程,图2所示的小车之间表现为相互吸引力。
对a物体而言,力的方向与物体的位移方向相反,作用力做负功;对b物体而言,力的方向与物体的位移方向相反,反作用力也做负功。
五、作用力做正功,反作用力做负功
例5.如例1问题,试分析a物体对b物体摩擦力f的做功情况与b物体对a物体摩擦力f′的做功情况?
解析:a物体对b物体的摩擦力f与b物体对a物体的摩擦力f′是一对作用和反作用力。
在运动过程中,物体间没有发生相对滑动,a物体与b物体位移相同,所以a物体对b物体的摩擦力f做正功,b物体对a物体的摩擦力f′做负功。
六、作用力做功与反作用力做功大小相等
例6.如例1问题,求a物体对b物体摩擦力f′做功大小?。