两种摩擦力做功特点的比较

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例谈摩擦力做功问题

例谈摩擦力做功问题李友全、李静（山东省威海市第一中学）选自《物理教学》2021年第9期摩擦力做功问题，一直是高中物理教学的重点，更是教学难点。

在具体问题中涉及到摩擦力是否做功、做功的正负，以及作为作用力反作用力的一对摩擦力（以下简称“一对摩擦力”）所做功的代数和（以下简称“合功”）的正负等问题，学生往往纠缠不清，理不清思路，甚至发生谬误，本文拟根据实例就此类问题作概略的讨论。

一．静摩擦力做功1．单个静摩擦力做功有不少初学者认为，静摩擦力是产生于“静止”的物体之间，所以静摩擦力一定不会对物体做功。

其实不然，请看下面的情境：用大拇指和食指捏起一支铅笔，让铅笔呈竖直状态。

当手和铅笔向上匀速运动时，铅笔受到向上的静摩擦力作用，位移也向上，静摩擦力是动力，对铅笔做正功；当手和铅笔向下匀速运动时，铅笔受到向上的静摩擦力作用，位移向下，静摩擦力是阻力，对铅笔做负功；当手和铅笔不运动或一起在水平面内运动时。

铅笔受到向上的静摩擦力作用，但在力的方向上位移为零，静摩擦力对铅笔不做功。

可见，静摩擦力可以对物体做正功，也可以做负功，还可以不做功，关键是看物体受到的静摩擦力和它运动方向的关系。

当物体在静摩擦力的方向上有位移时，静摩擦力就要对物体做功。

2．一对静摩擦力的合功静摩擦力存在于无相对运动而有相对运动趋势的物体之间，因此产生摩擦力的两个物体的位移一定是相等的，但互为作用力和反作用力的一对摩擦力的方向一定相反，所以，如果作用力做正功，反作用力一定做负功，而且负功的绝对值等于正功的大小。

即：一对静摩擦力做功之代数和一定为零。

具体来说，一对静摩擦力做功代数和为零包含两种情况：一是每个静摩擦力都不做功（例推箱子而未动，静摩擦力对箱子、对地面均不做功，或者物体随转盘一起做匀速圆周运动，静摩擦力提供向心力的情况），二是两个静摩擦力一个做正功，一个做负功，但数值相等，其代数和为零。

【例1】人走路时，若鞋与地面间不打滑，人与地面间的静摩擦力做功吗？这一个常识性的问题，看起来不值得讨论，但不仔细去分析，则很容易出错。

摩擦力做功的特点

摩擦力做功的特点 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】摩擦力做功的特点南阳市五中李彩芹摩擦力做功问题，一直是高中物理教学的重点，更是教学难点。

在具体问题中涉及到摩擦力是否做功、做功的正负，以及作为作用力反作用力的一对摩擦力（以下简称“一对摩擦力”）所做功的代数和的正负等问题，学生往往纠缠不清，理不清思路，甚至发生谬误。

摩擦力大小和方向的不确定性，使得摩擦力做功有其自身的特殊性，本文简单归纳摩擦力做功的一些特点,仅供大家参考。

一、滑动摩擦力对物体可以做正功，可以做负功，也可以不做功。

1、滑动摩擦力可以对物体做负功这种情况最为常见，当滑动摩擦力阻碍物体运动或物体克服滑动摩擦力运动时，其对物体做负功．例1.如图1所示，一物块放在静止的粗糙水平桌面上，外力F把它拉着向右运动，在产生位移ｓ的过程中，摩擦力对物块做功情况如何？已知物块的质量为ｍ，与桌面之间的摩擦因数为μ分析与解物块在水平桌面上运动时，受到的滑动摩擦力大小为ｆ＝μｍｇ，其方向向左，而位移ｓ的方向向右，代入公式Ｗ＝ｆｓｃｏｓα，得Ｗ＝μｍｇｓｃｏｓπ＝－μｍｇｓ．即摩擦力对物体做了负功．2、滑动摩擦力可以对物体不做功在例1中水平桌面虽然受到物体对它的滑动摩擦力作用，但桌面并没有运动，即在滑动摩擦力作用下，桌面相对于地面的位移ｓ＝０，则Ｗ＝０，因而滑动摩擦力对桌面不做功．3、滑动摩擦力可以对物体做正功当滑动摩擦力的作用效果是加快物体运动时，其对物体做正功．例2.如图2所示，水平地面上有辆平板车，其粗糙的表面上放有一质量为ｍ的木块，当平板车向右加速运动的位移为ｓ时，发现木块在它上面发生向左方向的相对运动位移ｓ′，则滑动摩擦力对木块的做功情况如何？分析与解小车向右加速运动时，木块相对于小车向左滑动，所以木块受到的滑动摩擦力方向向右，在小车运动过程中，车上的木块相对于地面的位移为ｓ－ｓ′，方向向右（如图2所示）．所以，此过程中滑动摩擦力对木块做正功，其大小为Ｗ＝Ｆsｃｏｓα＝μｍｇ（ｓ－ｓ′）．同时滑动摩擦力对小车做负功Ｗ′＝μｍｇｓｃｏｓπ＝－μｍｇｓ，则一对滑动摩擦力分别对两物体所做功之和为Ｗ合＝Ｗ＋Ｗ′＝－μｍｇｓ′．即两物体之间的一对滑动摩擦力总做负功。

一对相互作用的摩擦力做功的特点

一对相互作用的摩擦力做功的特点湖北枣阳二中张锋在高中阶段，许多学生对于相互作用力的做功情况尤其是一对相互作用的摩擦力做功的情况感觉很模糊，甚至是束手无策。

现在我就一对相互作用的摩擦力做功的特点发表一下我的看法。

一．一对静摩擦力做功特点（1）单个静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。

例如在斜面上静止不动的物体，静摩擦力不做功；与倾斜的传送带一起匀速上升的物体，静摩擦力做正功；与倾斜的传送带一起匀速下降的物体，静摩擦力做负功。

（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，即021=+W W 。

由于受静摩擦力的物体相对静止，所以他们的位移相等，而一对静摩擦力等大反向，故有0)(21=⋅-+⋅==s f s f W W 。

（3）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他形式的能。

二．一对滑动摩擦力做功特点（1）滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动，但不一定阻碍物体的运动，故单个滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，当然也可以不做功。

例如沿粗糙的斜面下滑的物体，滑动摩擦力对物体做负功而对斜面不做功。

（2）相互摩擦的系统内，一对滑动摩擦力所做功的代数和总为负值，其绝对值恰等于于相对位移的乘积，即恰等于系统因摩擦而损失的机械能。

(Q W W -=+21，其中Q 就是在摩擦过程中产生的内能）。

（3）一对滑动摩擦力做功的过程中，能量的转化有两种情况：一是相互摩擦的物体之间机械能的转移；二是机械能转化为内能。

转化为内能的数值等于滑动摩擦力于相对位移的乘积，即相对s F Q f ⋅=。

例如：质量为1m 的木板A 静止在光滑的水平面上，A 的上表面动摩擦因数为u,质量2m为物体B 左端以0v 水平冲上A 的上表面，当B 恰好到达A 的右端时二者相对静止。

求:(1)该过程中摩擦力分别对A,B 和系统做的功;(2)系统产生的内能。

关于摩擦力作功问题的讨论

关于摩擦力作功问题的讨论ＸＸＸ学号: 1412310733001永济市ＸＸ中学山西 044500摘要：本文主要讨论了摩擦力作功的问题.主要从具体实例入手对摩擦力做正功、做负功和不做功等问题进行了剖析,分别说明了滑动摩擦力和静摩擦力均有不做功，做正功和做负功的情况，指出了静摩擦力做功与滑动摩擦力做功的主要区别。

并提出了分析摩擦力做功的基本方法。

关键词：摩擦力；滑动摩擦力；静摩擦力；做功；不做功……引言：摩擦力和摩擦力作功本身就是一个很复杂的问题，人们常会出现以下几种模糊不清的认识：“滑动摩擦力和滚动摩擦力总是阻碍物体运动的，所以滑动摩擦力和滚动摩擦力一定做负功”，“静摩擦力一定不做功”等，很多学生对静摩擦力和动摩擦力做不做功，做什么功等具体情况分析不清楚，因此，本文从日常生活中的实例入手，对摩擦力做功的问题进行分析讨论．正文：由牛顿第二定律我们知道，力是改变物体运动状态的原因。

显然，要使物体由静止开始运动，就要给予物体动力，或推或拉。

一旦动力消失，运动就会慢慢停下来。

我们并未施加任何使物体停止的作用力，那是什么使物体停下来了呢？是物体与物体之间产生的作用力，这个力阻止了物体的运动，使它最终停下来，这个力就是摩擦力。

发生在物体接触面之间的这种现象就叫摩擦。

通过对现实生活中物体运动的具体情况分析，我们发现摩擦力可以分静摩擦和动摩擦两种。

若两相互接触，而又相对静止的物体，在外力作用下如只具有相对滑动趋势，而又未发生相对滑动，则它们接触面之间出现的阻碍发生相对滑动的力叫做静摩擦力。

例如，拿在手中的瓶子、毛笔不会滑落，就是静摩擦力作用的结果。

能把线织成布，把布缝制成衣服，也是靠纱线之间的静摩擦力的作用，皮带运输机是靠货物和传送皮带之间的静摩擦力把货物送往别处。

若两相互接触，而又相对运动的物体，在外力作用下发生了相对运动，则它们接触面之间出现的阻碍发生相对运动的力叫做动摩擦力。

例如每天女士往脸上擦化妆品，手不断地在脸上擦来，手和脸之间的摩擦就是滑动摩擦力你每天玩电脑时鼠标不断地在鼠标垫上运，之间的摩擦就是滑动摩擦力滑动摩擦力与静摩擦力的最主要的区别就是是否发生相对滑动！滑动摩擦力是两个相互接触的物体，接触面有弹力存在且相互发生相对滑动。

2023届高考物理一轮复习--简明精要的考点归纳与方法指导--专题六功能关系（八大考点）

2023年高考物理一轮复习--简明精要的考点归纳与方法指导专题六功能关系（八大考点）考点一功的正负判断和大小计算1.功的正负判断方法(1)恒力功的判断:依据力与位移方向的夹角来判断。

(2)曲线运动中功的判断:(3)依据能量变化来判断:功是能量转化的量度,若有能量转化,则必有力对物体做功。

此法常用于两个相联系的物体之间的相互作用力做功的判断。

2.恒力功的计算方法3.总功的计算方法方法一:先求合力F合,再用W总=F合l cos α求功,此法要求F合为恒力。

方法二:先求各个力做的功W 1、W 2、W 3、…,再应用W 总=W 1+W 2+W 3+…求总功,注意代入“+”“-”再求和。

4.变力做功的计算方法方法常见情境方法概述微元法将物体的位移分割成许多小段,因小段很小,每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力,这样就将变力做功转化为在无数个无穷小的位移方向上的恒力所做功的代数和。

此法在中学阶段,常应用于求解大小不变、方向改变的变力做功问题平均力法在求解变力做功时,若物体受到的力方向不变,而大小随位移呈线性变化,即力均匀变化,则可以认为物体受到一大小为F =F 1+F 22的恒力作用,F 1、F 2分别为物体初、末态所受到的力,然后用公式W=F l cos α求此力所做的功图像法在F -x 图像中,图线与x 轴所围“面积”的代数和就表示力F 在这段位移所做的功,且位于x 轴上方的“面积”为正,位于x 轴下方的“面积”为负,但此方法只便于求图线所围图形规则的情况(如三角形、矩形、圆等规则的几何图形)化变力为恒力在F -x 图像中,图线与x 轴所围“面积”的代数和就表示力F 在这段位移所做的功,且位于x 轴上方的“面积”为正,位于x 轴下方的“面积”为负,但此方法只便于求图线所围图形规则的情况(如三角形、矩形、圆等规则的几何图形)用W= Pt计算这是一种等效代换的观点,用W=Pt计算功时,必须满足变力的功率是不变的这一条件考点二功率的分析与计算1.平均功率的计算方法(1)利用P=Wt。

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
一对作用力与反作用力，可以两个力均不做功，可以一个力做功，另一个力不做功；也可以一个力做正功，另一个力做负功；也可以两个力均做正功或均做负功。

一对互为作用力和反作用力的摩擦力做的总功可能为零（静摩擦力）、可能为负（滑动摩擦力），但不可能为正。

⑴一对静摩擦力的净功总等于零：因为一对静摩擦力总是等值反向的，且两物体间没有相对运动，位移相等，所以它们做的功总是等值的，但一正一负，总功为零.这个结论在各种情况下都是成立的。

=-∆：滑动摩擦力是物体间发生相对运动时产⑵一对滑动摩擦力的净功总为负，且W f s
生的，滑动摩擦力的方向既可以与物体的运动方相同，也可以相反。

所以滑动摩擦力对物体可以做负功，也可以做正功，也可以不做功。

=-∆（s∆为两物体间的相对位移），即一对滑动摩擦力做一对滑动摩擦力的净功：W f s
功的代数和总为负值（这个结论可以由动能定理来证明），此结论对各种情况都是正确的。

一对滑动摩擦力的净功为负值的物理意义是：系统的一部分机械能以滑动摩擦力做功的形式转化为内能（热能），即通常所说的“摩擦生热”，而这一对滑动摩擦力的净功，就是对这一过程中能量转化的量度。

⑶一对平衡力的功
①若物体静止，因一对平衡力作用在同一个物体上，这两个力不做功。

②若物体运动，这一对平衡力所做的功一定是数值相等，一正一负或均为零。

两类滑动摩擦力做功的比较

高一使用2021年5月两类滑动摩擦力做功的比较■杨天才（正高级教师、特级教师）滑动摩擦力做功可以是恒力做功也可以是变力做功。

当物体在直面上运动时，我们可以把滑动摩擦力当成大小不变的力处理；当物体在曲面上运动时，滑动摩擦力的大小一般不相等。

下面通过实例的求解来比较这两类滑动摩擦力做功的不同点。

类型一：物体在直面上运动当物体在直面上运动时，可以把滑动摩擦力当成大小不变的力处理，滑动摩擦力做的功与物体相对于接触面的速度大小无关,仅与路径有关，在往返运动和重复性运动过程中，滑动摩擦力做的功一般是相等的。

例1如图1所示装置由AA、AC、CD 三段轨道组成，轨道连接处均由很小的圆弧平滑连接（不考虑能量损失），其中倾斜轨道AACD是光滑的A点到轨道AC的竖直高度h i=4.3m,水平轨道AC的长度s=5m,轨道CD的倾角为0且足够长。

现将质量为m的小滑块从A点由静止开始释放，已知小滑块与轨道AC间的动摩擦因数3=0.5,取重力加速度g=10m/s2，则小滑块最终停止的位置到A点的距离为（）oA.1mB.1.2mD. 1.6mC.1.4m设小滑块在轨道AC上运动的总路程为s总，对小滑块运动的全过程应用动能定理得mgh—=3mgs总，解得s总=8.6m。

设小滑块最终停止的位置到A点的距离为、x,则s总=ns—、x，即取n= 2日寸,△尤1.4m。

答案:CmBC图2例2（2015年高考江苏卷）如图2所示，轻质弹簧一端固定,另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。

圆环从A处由静止开始下滑，经过A处时的速度最大，到达C处时的速度为零, AC=h o圆环在C处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A处。

弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g,则（）oA.在下滑过程中,圆环的加速度一直减小B在下滑过程中，圆环克服摩擦力做的功为4mJC.圆环在C处时，弹簧的弹性势能为—mghD.圆环上滑经过A处时的速度大于下滑经过A处时的速度圆环从A处运动到C处先加速后减速，到达A处时的加速度减小为零，故加速度先减小后增大，选项A 错误。

摩擦力的做功、不做功和做负功的例子

摩擦力的做功、不做功和做负功的例子
滑动摩擦力不做功：你把手放在桌面上来回滑动，桌子是不动的，滑动摩擦力对桌子不做功。

做正工：把物体刚刚放在传送带上时，滑动摩擦力带动物体移动，做正功。

做负功：物体在地面直线滑行，滑动摩擦力阻碍物体前进，做负功。

静摩擦力不做功：用力推箱子，箱子不动，所以不做功。

做正功：同样是把物体放在传送带上，当物体相对传送带静止，但传送带是做加速运动的时候，静摩擦力做正功。

做负功：传送带上放有物体，但是，传送带突然减速传送但是物体与传送带没有发生相对位移的时候，静摩擦力做负功。

常见几种做功的判断

常见几种做功的判断一、摩擦力做功1、滑动摩擦力做功情况例题：如图，求摩擦力对滑块和木板做的功各是多少？（滑块与木板间的动摩擦因数是μ）思考：（1）滑块与木板间的摩擦力是静摩擦力还是动摩擦力？（2）滑动摩擦力可以做负功吗？可以做正功吗？（3）一对滑动摩擦力做功的代数和是正是负？2、学生练习：如图，水平传送带以速度v匀速运动，将质量为m的小物体轻放在传送带的一端。

（1）试分析物体的运动情况。

（2）设其动摩擦因数为μ，求物体加速的位移。

（3）在这一加速过程中，分别求出滑动摩擦力对物体和皮带所做的功。

并验证例中的结论。

学生讨论：滑动摩擦力可以不做功吗？若可以，举例说明。

总结：滑动摩擦力可以做负功，也可以做正功，还可以不做功。

一对滑动摩擦力做功的代数和必为负。

3、静摩擦力做功情况：（1）学生回顾：在本节所讲的例题中，有静摩擦力做功的题吗？你能总结静摩擦力做功的特点吗？（2）例题分析：如图，设A、B的分别为2kg和3kg。

在水平恒力10的作用下，它F N们一起前进了2s，求这2s内A、B间的静摩擦力分别对A、B做的功。

学生讨论：静摩擦力可以不做功吗？举例说明。

总结：静摩擦力可以做正功，可以做负功，还可以不做功。

一对静摩擦力做功的代数和必为零。

二、一对平衡力做功的特点：思路一：一对平衡力等大反向，作用于同一个物体设物体的位移即为一对平衡力的位移，即一对平衡力的位移一样。

一个做正功，另一个一定做负功。

代数和一定为零。

思路二：因一对平衡力的合力为零，所以一对平衡力做功的代数和相当于它们合力做的功，必定为零，若一个做正功，另一个必做负功。

若物体不动，两个力均不做功总结：三、学生讨论：1、一对作用力与反作用力做功情况2、重力做功特点。

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【摘要】摩擦力在物理学中是一种常见的力，对物体进行做功。

高中物理中学习摩擦力做功的原因是因为它是力学中一个重要的概念。

摩擦力是由物体表面粗糙程度和接触面积决定的。

摩擦力做功的条件是物体间有相对运动，并且摩擦力方向和移动方向相反。

摩擦力做功的计算公式是功=摩擦力*位移*cosθ。

摩擦力做功与机械能守恒是有关系的，它会导致机械能的损失。

摩擦力做正功的情况是物体沿着力的方向移动。

在高中物理中，学习摩擦力做功可以帮助我们更好地理解力学的基本原理，而且在工程、运动学等领域都有广泛的应用。

进一步学习摩擦力做功有助于提升对物理学的理解能力。

【关键词】关键词: 摩擦力、做功、高中物理、条件、计算公式、机械能守恒、正功、重要性、应用、意义1. 引言1.1 什么是物理学中的摩擦力？摩擦力是物理学中一个非常重要的概念，它是指两个物体之间接触面上的相互作用力。

当两个物体相对运动或者试图相对运动时，这种力就会出现。

摩擦力可以分为静摩擦力和动摩擦力两种类型，静摩擦力是指当物体静止时的摩擦力，而动摩擦力是指物体发生相对运动时的摩擦力。

在物理学中，摩擦力是一种阻碍物体运动的力，它会消耗物体的动能，使得物体运动速度减慢或停止。

摩擦力是一种非常普遍的力，几乎在日常生活的各个场景中都会出现。

行驶在路面上的汽车受到地面的摩擦力阻碍而减速，拖着箱子在地面上运动时也受到摩擦力的作用。

摩擦力在物理学中扮演着非常重要的角色，它影响着物体的运动状态和能量转化，是我们研究物体之间相互作用的重要课题。

深入理解摩擦力的性质和作用机制，有助于我们更好地掌握物体的运动规律和能量转化过程。

1.2 为什么摩擦力会对物体做功？摩擦力会对物体做功是因为在物体表面接触的两个物体之间存在相对运动或相对倾斜的情况下，其中的分子和原子之间的互相作用力会使得一个物体相对于另一个物体发生位移，这时候摩擦力就会对物体做功。

在实际情况中，物体之间的接触面并不是绝对平滑的，这就导致了在物体移动或倾斜的过程中会有一定程度的阻力产生，即摩擦力。

2024届高考一轮复习物理教案(新教材鲁科版)：功能关系能量守恒定律

第4讲功能关系能量守恒定律目标要求 1.熟练掌握几种常见的功能关系，并会用于解决实际问题.2.掌握一对摩擦力做功与能量转化的关系.3.会应用能量守恒观点解决综合问题．考点一功能关系的理解和应用1．对功能关系的理解(1)做功的过程就是能量转化的过程，不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的． (2)功是能量转化的量度，功和能的关系，一是体现在不同的力做功，对应不同形式的能转化，具有一一对应关系，二是做功的多少与能量转化的多少在数值上相等． 2．常见的功能关系能量功能关系表达式势能重力做的功等于重力势能减少量W ＝E p1－E p2＝－ΔE p弹力做的功等于弹性势能减少量电场力做的功等于电势能减少量分子力做的功等于分子势能减少量动能合外力做的功等于物体动能变化量 W ＝E k2－E k1＝12m v 2－12m v 02机械能除重力和弹力之外的其他力做的功等于机械能变化量W 其他＝E 2－E 1＝ΔE 摩擦产生的内能一对相互作用的滑动摩擦力做功之和的绝对值等于产生的内能 Q ＝f ·s 相对电能克服安培力做的功等于电能增加量W 电能＝E 2－E 1＝ΔE1．一个物体的能量增加，必定有别的物体的能量减少．( √ ) 2．合力做的功等于物体机械能的改变量．( × )3．克服与势能有关的力(重力、弹簧弹力、电场力等)做的功等于对应势能的增加量．( √ ) 4．滑动摩擦力做功时，一定会引起机械能的转化．( √ )功的正负与能量增减的对应关系(1)物体动能的增加与减少要看合外力对物体做正功还是做负功．(2)势能的增加与减少要看对应的作用力(如重力、弹簧弹力、电场力等)做负功还是做正功．(3)机械能的增加与减少要看重力和弹簧弹力之外的力对物体做正功还是做负功．考向1功能关系的理解例1(多选)如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab与水平面的夹角为60°，光滑斜面bc与水平面的夹角为30°，顶角b处安装一定滑轮．质量分别为M、m(M>m)的两滑块A和B，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行．两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动，A、B不会与定滑轮碰撞．若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中()A．轻绳对滑轮作用力的方向竖直向下B．拉力和重力对M做功之和大于M动能的增加量C．拉力对M做的功等于M机械能的增加量D．两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功答案BD解析根据题意可知，两段轻绳的夹角为90°，轻绳拉力的大小相等，根据平行四边形定则可知，合力方向与轻绳方向的夹角为45°，所以轻绳对滑轮作用力的方向不是竖直向下的，故A错误；对M受力分析，受到重力、斜面的支持力、轻绳的拉力以及滑动摩擦力作用，根据动能定理可知，M动能的增加量等于拉力、重力以及摩擦力做功之和，而摩擦力做负功，则拉力和重力对M做功之和大于M动能的增加量，故B正确；由除重力和弹力之外的力对物体做的功等于物体机械能的变化量可知，拉力和摩擦力对M做的功之和等于M机械能的增加量，故C错误；对两滑块组成系统分析可知，除了重力之外只有摩擦力对M做功，所以两滑块组成的系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功，故D正确．例2(多选)如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其减速运动的加速度大小为34g ，此物体在斜面上能够上升的最大高度为h ，则在这个过程中物体( )A ．重力势能增加了mghB ．机械能损失了12mghC ．动能损失了mghD ．克服摩擦力做功14mgh答案 AB解析加速度大小a ＝34g ＝mg sin 30°＋f m ，解得摩擦力f ＝14mg ，机械能损失量等于克服摩擦力做的功，即fs ＝14mg ·2h ＝12mgh ，故B 项正确，D 项错误；物体在斜面上能够上升的最大高度为h ，所以重力势能增加了mgh ，故A 项正确；动能损失量为克服合力做功的大小，动能损失量ΔE k ＝F 合s ＝34mg ·2h ＝32mgh ，故C 项错误．考向2 功能关系与图像的结合例3 (多选)(2020·全国卷Ⅰ·20)一物块在高3.0 m 、长5.0 m 的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s 的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10 m/s 2.则( )A ．物块下滑过程中机械能不守恒B ．物块与斜面间的动摩擦因数为0.5C ．物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s 2D ．当物块下滑2.0 m 时机械能损失了12 J答案AB解析由E－s图像知，物块动能与重力势能的和减小，则物块下滑过程中机械能不守恒，故A正确；由E－s图像知，整个下滑过程中，物块机械能的减少量为ΔE＝30 J－10 J＝20 J，重力势能的减少量ΔE p＝mgh＝30 J，又ΔE＝μmg cos α·s，其中cos α＝s2－h2s＝0.8，h＝3.0m，g＝10 m/s2，则可得m＝1 kg，μ＝0.5，故B正确；物块下滑时加速度的大小a＝g sin α－μg cos α＝2.0 m/s2，故C错误；物块下滑2.0 m时损失的机械能为ΔE′＝μmg cos α·s′＝8 J，故D错误．考点二摩擦力做功与能量转化两种摩擦力做功特点的比较类型比较静摩擦力做功滑动摩擦力做功不同点能量的转化只有机械能从一个物体转移到另一个物体，而没有机械能转化为其他形式的能(1)一部分机械能从一个物体转移到另一个物体(2)一部分机械能转化为内能，此部分能量就是系统机械能的损失量一对摩擦力的总功一对静摩擦力所做功的代数和总等于零一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值，总功W＝－fs相对，即发生相对滑动时产生的热量相同点做功情况两种摩擦力对物体可以做正功，也可以做负功，还可以不做功例4(多选)如图所示，一个长为L，质量为M的木板，静止在光滑水平面上，一个质量为m的物块(可视为质点)，以水平初速度v0，从木板的左端滑向另一端，设物块与木板间的动摩擦因数为μ，当物块与木板相对静止时，物块仍在长木板上，物块相对木板的位移为d，木板相对地面的位移为s，重力加速度为g.则在此过程中()A．摩擦力对物块做的功为－μmg(s＋d)B．摩擦力对木板做的功为μmgsC．木板动能的增量为μmgdD．由于摩擦而产生的热量为μmgs答案AB解析根据W＝Fl cos θ，其中l指物体的位移，而θ指力与位移之间的夹角，可知摩擦力对物块做的功W1＝－μmg(s＋d)，摩擦力对木板做的功W2＝μmgs，A、B正确；根据动能定理可知木板动能的增量ΔE k＝W2＝μmgs，C错误；由于摩擦而产生的热量Q＝f·Δx＝μmgd，D 错误．例5(多选)(2019·江苏卷·8)如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态．小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止．物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度．在上述过程中()A．弹簧的最大弹力为μmgB．物块克服摩擦力做的功为2μmgsC．弹簧的最大弹性势能为μmgsD．物块在A点的初速度为2μgs答案BC解析物块处于最左端时，弹簧的压缩量最大，然后物块先向右加速运动再减速运动，可知弹簧的最大弹力大于滑动摩擦力μmg，选项A错误；物块从开始运动至最后回到A点过程，由功的定义可得物块克服摩擦力做的功为2μmgs，选项B正确；物块从最左侧运动至A点过程，由能量守恒定律可知E p＝μmgs，选项C正确；设物块在A点的初速度大小为v0，对整个过程应用动能定理有－2μmgs＝0－12，解得v0＝2μgs，选项D错误．2m v0考点三能量守恒定律的理解和应用1．内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变．2．理解(1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等；(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等．例6(2023·福建省百校联合测评)如图甲所示，轻弹簧下端固定在倾角为θ＝37°的粗糙斜面底端，质量为m＝1 kg的物块从轻弹簧上端上方某位置由静止释放，测得物块的动能E k与其通过的路程s的关系如图乙所示(弹簧始终处于弹性限度内)，图像中O～s1＝0.4 m之间为直线，其余部分为曲线，s2＝0.6 m时物块的动能达到最大．弹簧的长度为l时，弹性势能为E p＝12k(l0－l)2，其中k为弹簧的劲度系数，l0为弹簧的原长．物块可视为质点，不计空气阻力，物块接触弹簧瞬间无能量损失，取重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.则()A．物块与斜面间的动摩擦因数为0.2B．弹簧的劲度系数k为25 N/mC．s3为0.8 mD．物块在斜面上运动的总路程大于s3答案 D解析物块接触弹簧前，由动能定理得mgs1sin θ－μmgs1cos θ＝E k1，解得μ＝0.25，故A错误；由能量守恒定律得mgs2sin θ＝μmgs2cos θ＋E k2＋12k(s2－s1)2，解得k＝20 N/m，故B错误；由能量守恒定律得mgs3sin θ＝μmgs3cos θ＋12k(s3－s1)2，解得s3＝(0.6＋0.25) m，故C错误；物块的路程为s3时mg sin θ＋μmg cos θ<k(s3－s1)，物块还会反向沿斜面向上运动，所以物块在斜面上运动的总路程大于s3，故D正确．例7如图所示，固定斜面的倾角θ＝30°，物体A与斜面之间的动摩擦因数μ＝34，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C点，用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B，滑轮右侧绳子始终与斜面平行，A的质量为2m＝4 kg，B的质量为m＝2 kg，初始时物体A到C点的距离L＝1 m，现给A、B一初速度v0＝3 m/s，使A开始沿斜面向下运动，B向上运动，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹回到C点．已知重力加速度大小g＝10 m/s2，不计空气阻力，整个过程中轻绳始终处于伸直状态．求在此过程中：(1)物体A 向下运动刚到C 点时的速度大小； (2)弹簧的最大压缩量； (3)弹簧的最大弹性势能．答案 (1)2 m/s (2)0.4 m (3)6 J解析 (1)在物体A 向下运动刚到C 点的过程中，对A 、B 组成的系统应用能量守恒定律可得 μ·2mg cos θ·L ＝12×3m v 02－12×3m v 2＋2mgL sin θ－mgL ，解得v ＝2 m/s.(2)对A 、B 组成的系统分析，在物体A 从C 点压缩弹簧至最短后恰好返回到C 点的过程中，系统动能的减少量等于因摩擦产生的热量，即12×3m v 2－0＝μ·2mg cos θ·2x其中x 为弹簧的最大压缩量解得x ＝0.4 m.(3)设弹簧的最大弹性势能为E pm ，从C 点到弹簧被压缩至最短过程中由能量守恒定律可得 12×3m v 2＋2mgx sin θ－mgx ＝μ·2mg cos θ·x ＋E pm ，解得E pm ＝6 J.应用能量守恒定律解题的步骤1．首先确定初、末状态，分清有几种形式的能在变化，如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势能)、内能等．2．明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减少，并且列出减少的能量ΔE 减和增加的能量ΔE 增的表达式．例8 如图所示，一自然长度小于R 的轻弹簧左端固定，在水平面的右侧，有一底端开口的光滑圆环，圆环半径为R ，圆环的最低点与水平轨道相切，用一质量为m 的小物块(可看作质点)压缩弹簧右端至P 点，P 点到圆环最低点距离为2R ，小物块释放后，刚好过圆环的最高点，已知重力加速度为g ，小物块与水平面间的动摩擦因数为μ.(1)弹簧的弹性势能为多大？(2)改变小物块的质量，仍从P 点释放，要使小物块在运动过程中不脱离轨道，小物块质量满足的条件是什么？答案 (1)2μmgR ＋52mgR(2)m 1≤m 或m 2≥4μ＋54μ＋2m解析 (1)小物块恰好过圆环最高点，则由牛顿第二定律有mg ＝m v 2R从小物块释放至运动到最高点的过程中，由能量守恒定律有E p ＝μmg ·2R ＋mg ·2R ＋12m v 2，联立可解得E p ＝2μmgR ＋52mgR(2)要使小物块在运动过程中不脱离轨道，有两种情况：①小物块能够通过最高点；②小物块在运动过程中最高到达与圆心等高处．①设小物块质量为m 1，在最高点满足m 1g ≤m 1v 12R ，从小物块释放至运动到最高点的过程满足E p ＝2μm 1gR ＋2m 1gR ＋12m 1v 12，解得m 1≤m②设小物块质量为m 2，当小物块运动的最高点不高于圆心时，满足h ≤R ，此时E p ＝2μm 2gR ＋m 2gh ，解得m 2≥4μ＋54μ＋2m .课时精练1.(多选)如图所示，在粗糙的桌面上有一个质量为M 的物块，通过轻绳跨过定滑轮与质量为m 的小球相连，不计轻绳与滑轮间的摩擦，在小球下落的过程中，下列说法正确的是( )A ．小球的机械能守恒B ．物块与小球组成的系统机械能守恒C ．若小球匀速下降，小球减少的重力势能等于物块与桌面间摩擦产生的热量D ．若小球加速下降，小球减少的机械能大于物块与桌面间摩擦产生的热量答案CD解析在小球下落的过程中，轻绳的拉力对小球做负功，小球的机械能减少，故A错误；由于物块要克服摩擦力做功，物块与小球组成的系统机械能不守恒，故B错误；若小球匀速下降，系统的动能不变，则根据能量守恒定律可知，小球减少的重力势能等于物块与桌面间摩擦产生的热量，故C正确；若小球加速下降，则根据能量守恒定律可知，小球减少的机械能等于物块与桌面间摩擦产生的热量及物块增加的动能之和，所以小球减少的机械能大于物块与桌面间摩擦产生的热量，故D正确．2．某同学用如图所示的装置测量一个凹形木块的质量m，弹簧的左端固定，木块在水平面上紧靠弹簧(不连接)并将其压缩，记下木块右端位置A点，静止释放后，木块右端恰能运动到B1点．在木块槽中加入一个质量m0＝800 g的砝码，再将木块左端紧靠弹簧，木块右端位置仍然在A点，静止释放后木块离开弹簧，右端恰能运动到B2点，测得AB1、AB2长分别为27.0 cm和9.0 cm，则木块的质量m为()A．100 g B．200 g C．300 g D．400 g答案 D解析根据能量守恒定律，有μmg·AB1＝E p，μ(m0＋m)g·AB2＝E p，联立解得m＝400 g，D正确．3．风力发电机是由风力带动叶片转动，叶片再带动转子(磁极)转动，使定子(线圈，不计电阻)中产生电流，实现风能向电能的转化．若叶片长为l，设定的额定风速为v，空气的密度为ρ，额定风速下发电机的输出功率为P，则风能转化为电能的效率为()A.2Pπρl2v3 B.6Pπρl2v3 C.4Pπρl2v3 D.8Pπρl2v3答案 A解析风能转化为电能的工作原理为将风的动能转化为输出的电能，设风吹向发电机的时间为t，则在t时间内吹向发电机的风柱的体积为V＝v t·S＝v tπl2，则风柱的质量M＝ρV＝ρv tπl2，因此在t时间内吹过的风的动能为E k＝12M v2＝12ρv tπl2·v2，在t时间内发电机输出的电能E＝P·t，则风能转化为电能的效率为η＝EE k ＝2Pπρl2v3，故A正确，B、C、D错误．4.(多选)如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m 的小球自A 点的正上方P 点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B 时恰好对轨道没有压力．已知AP ＝2R ，重力加速度为g ，则小球从P 点运动到B 点的过程中( )A ．重力做功2mgRB ．机械能减少mgRC ．合外力做功12mgRD ．克服摩擦力做功12mgR答案 CD解析小球从P 点运动到B 点的过程中，重力做的功W G ＝mg (2R －R )＝mgR ，故A 错误；小球沿轨道到达最高点B 时恰好对轨道没有压力，则有mg ＝m v B 2R ，解得v B ＝gR ，则此过程中机械能的减少量为ΔE ＝mgR －12m v B 2＝12mgR ，故B 错误；根据动能定理可知，合外力做功W 合＝12m v B 2－0＝12mgR ，故C 正确；根据功能关系可知，小球克服摩擦力做的功等于机械能的减少量，则W 克f ＝ΔE ＝12mgR ，故D 正确．5．一木块静置于光滑水平面上，一颗子弹沿水平方向飞来射入木块中．当子弹进入木块的深度达到最大值2.0 cm 时，木块沿水平面恰好移动1.0 cm.在上述过程中系统损失的机械能与子弹损失的动能之比为( )A ．1∶2B ．1∶3C ．2∶3D ．3∶2 答案 C解析根据题意，子弹在摩擦力作用下的位移为s 1＝(2＋1) cm ＝3 cm ，木块在摩擦力作用下的位移为s 2＝1 cm ；系统损失的机械能转化为内能，根据功能关系，有ΔE 系统＝Q ＝f ·Δs ＝f (s 1－s 2)；子弹损失的动能等于子弹克服摩擦力做的功，故ΔE k 子弹＝fs 1；所以ΔE 系统ΔE k 子弹＝23，所以C 正确，A 、B 、D 错误．6．(多选)(2023·福建省厦门外国语学校月考)商场的智能扶梯如图所示，扶梯与水平面之间的夹角为θ，扶梯没有站人时以较小的速度v 1匀速向上运动，当质量为m 的人踏上自动扶梯的水平踏板时，扶梯会自动以加速度a 向上匀加速运动，经过时间t 加速到较大速度v 2后再次匀速向上运动．已知在扶梯加速过程中人上升的竖直高度为h ，人手未接触扶梯扶手，重力加速度为g .则( )A ．扶梯在加速过程中人处于超重状态B ．加速过程中踏板对人的摩擦力不做功C ．加速过程扶梯对人做的功为12m (v 22－v 12)D ．当扶梯以速度v 2匀速运动时，支持力做功的功率为mg v 2sin θ 答案 AD解析扶梯在加速过程中，竖直方向上，人所受的合力向上，支持力大于重力，因此人处于超重状态，A 正确；加速过程中，踏板对人摩擦力水平向右，人在水平向右的方向上有位移，因此摩擦力对人做正功，B 错误；根据能量守恒定律，加速过程扶梯对人做的功W ＝12m (v 22－v 12)＋mgh ，C 错误；扶梯匀速运动时，支持力等于重力，因此支持力做功的功率P ＝mg v 2sin θ，D 正确．7.(2023·江苏南京市十一校调研)如图所示，倾角θ＝30°的粗糙斜面固定在地面上，长为l 、质量为m 、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端平齐，重力加速度为g .用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面)，在此过程中( )A ．物块的机械能逐渐增加B ．软绳的重力势能共减少了14mglC ．物块减少的重力势能等于软绳克服摩擦力所做的功D ．软绳减少的重力势能大于其增加的动能与克服摩擦力所做的功之和答案 B解析物块克服细线的拉力做功，其机械能逐渐减少，A 错误；软绳重力势能减少量ΔE p 减＝mg ·l 2－mg ·l 2sin θ＝14mgl ，B 正确；因为物块的机械能减小，则物块的重力势能减小量大于物块的动能增加量，机械能的减小量等于拉力做功的大小，由于拉力做功大于克服摩擦力做功，所以物块重力势能的减少量大于软绳克服摩擦力所做的功，C 错误；细线的拉力对软绳做正功，对物块做负功，则物块的机械能减小，软绳的机械能增加，软绳重力势能的减少量一定小于其动能的增加量，故软绳重力势能的减少量小于其动能的增加量与克服摩擦力所做功的和，D 错误．8．(多选)(2023·重庆市调研)将一初动能为E 的物体(可视为质点)竖直上抛，物体回到出发点时，动能为E2，取出发点位置的重力势能为零，整个运动过程可认为空气阻力大小恒定，则该物体动能与重力势能相等时，其动能为( ) A.E 4 B.3E10 C.3E 7 D.4E 9答案 BC解析设上升的最大高度为h ，根据功能关系有f ·2h ＝E －E 2＝E2，根据能量守恒可得E ＝mgh＋fh ，求得mgh ＝34E ，fh ＝14E ，求得f ＝13mg ，若在上升阶段离出发点H 处动能和重力势能相等，由能量守恒定律有E k ＋mgH ＝E －fH ，E k ＝E p ＝mgH ，联立解得E k ＝mgH ＝37E ，若在下降阶段离出发点H ′处动能和重力势能相等，由能量守恒定律有E k ′＋mgH ′＝E －f (2h －H ′)，E k ′＝E p ′＝mgH ′，联立解得E k ′＝mgH ′＝310E ，故选B 、C.9．(2023·山西太原市高三模拟)如图甲所示，一物块置于粗糙水平面上，其右端通过水平弹性轻绳固定在竖直墙壁上．用力将物块向左拉至O 处后由静止释放，用传感器测出物块的位移s 和对应的速度，作出物块的动能E k －s 关系图像如图乙所示．其中，0.10～0.25 m 间的图线为直线，其余部分为曲线．已知物块与水平面间的动摩擦因数为0.2，取g ＝10 m/s 2，弹性绳的弹力与形变始终符合胡克定律，可知( )A ．物块的质量为0.2 kgB ．弹性绳的劲度系数为50 N/mC ．弹性绳弹性势能的最大值为0.6 JD ．物块被释放时，加速度的大小为8 m/s 2 答案 D解析根据动能定理可得μmg Δs ＝ΔE k ，代入数据可得m ＝ΔE k μg Δs ＝0.300.2×10×(0.25－0.10) kg＝1 kg ，所以A 错误；由题图乙可知动能最大时弹性绳弹力等于滑动摩擦力，则有k Δs 1＝μmg ，Δs 1＝0.10 m －0.08 m ＝0.02 m ，解得k ＝100 N/m ，所以B 错误；根据能量守恒定律有E pm ＝μmg s m ＝0.2×1×10×0.25 J ＝0.5 J ，所以C 错误；物块被释放时，加速度的大小为a ＝k Δs m －μmg m ＝100×0.10－0.2×1×101m/s 2＝8 m/s 2，所以D 正确． 10.如图所示，在某竖直平面内，光滑曲面AB 与粗糙水平面BC 平滑连接于B 点，BC 右端连接内壁光滑、半径r ＝0.2 m 的14细圆管CD ，管口D 端正下方直立一根劲度系数为k ＝100 N/m的轻弹簧，弹簧一端固定于地面上，另一端恰好与管口D 端平齐．一个质量为1.0 kg 的物块放在曲面AB 上，现从距BC 的高度为h ＝0.6 m 处由静止释放物块，它与BC 间的动摩擦因数μ＝0.5，物块进入管口C 端时，它对上管壁有N ＝2.5mg 的作用力，通过CD 后，在压缩弹簧过程中物块速度最大时弹簧的弹性势能E p ＝0.5 J ．重力加速度g 取10 m/s 2.求：(1)在压缩弹簧过程中物块的最大动能E km ； (2)物块最终停止的位置．答案 (1)6 J (2)停在BC 上距离C 端0.3 m 处(或距离B 端0.2 m 处)解析 (1)在压缩弹簧过程中，物块速度最大时所受合力为零．设此时物块离D 端的距离为x 0，则有kx 0＝mg ，解得x 0＝mgk＝0.1 m 在C 点，物块受到上管壁向下的作用力N ′＝2.5mg 和重力，有N ′＋mg ＝m v C 2r ，解得v C ＝7 m/s.物块从C 点到速度最大时，由能量守恒定律有mg (r ＋x 0)＝E p ＋E km －12m v C 2，解得E km ＝6 J(2)物块从A 点运动到C 点的过程中，由动能定理得mgh －μmgs ＝12m v C 2－0解得B 、C 间距离s ＝0.5 m物块与弹簧作用后返回C 处时动能不变，物块的动能最终消耗在与BC 水平面相互作用的过程中．设物块第一次与弹簧作用返回C 处后，物块在BC 上运动的总路程为s ′，由能量守恒定律有：μmgs ′＝12m v C 2，解得s ′＝0.7 m ，故最终物块在BC 上距离C 点为x 1＝0.5 m －(0.7 m－0.5 m)＝0.3 m(或距离B 端为x 2＝0.7 m －0.5 m ＝0.2 m)处停下．11．(多选)(2023·山东济南市十一校检测)如图所示为某缓冲装置的模型图，一轻杆S 被两个固定薄板夹在中间，轻杆S 与两薄板之间的滑动摩擦力大小均为f ，轻杆S 露在薄板外面的长度为l .轻杆S 前端固定一个劲度系数为3fl 的轻弹簧．一质量为m 的物体从左侧以大小为v 0的速度撞向弹簧，能使轻杆S 向右侧移动l 6.已知弹簧的弹性势能E p ＝12kx 2，其中k 为劲度系数，x 为形变量．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终在弹性限度内．下列说法正确的是( )A ．欲使轻杆S 发生移动，物体m 运动的最小速度为1010v 0 B ．欲使轻杆S 发生移动，物体m 运动的最小速度为63v 0C ．欲使轻杆S 左端恰好完全进入薄板，物体m 运动的速度大小为62v 0D ．欲使轻杆S 左端恰好完全进入薄板，物体m 运动的速度大小为263v 0答案 BD解析当轻杆刚要移动时，对轻杆受力分析，设此时弹簧弹力大小为F ，压缩量为x ，由平衡条件知F ＝kx ＝2f ，代入k 的值可得x ＝23l ，设欲使轻杆S 发生移动，物体m 运动的最小速度为v1，则由能量守恒定律有12m v12＝12k(23l)2，由题意知，物体以大小为v0的速度撞向弹簧，能使轻杆S向右侧移动l6，由能量守恒定律有12m v02＝2f×l6＋12m v12，联立可得v1＝63v0，故A错误，B正确；设物体m的运动速度大小为v2时，轻杆S左端恰好完全进入薄板，则由能量守恒定律有12m v22＝2f×l＋12m v12，可解得v2＝263v0，故C错误，D正确．。

静摩擦力与滑动摩擦力做功特点的比较

静摩擦力与滑动摩擦力做功特点的比较理清静摩擦力和滑动摩擦力做功特点的区别，对理解掌握功这一重要概念有着巨大促进作用。

一、静摩擦力做功的特点相互接触有相对滑动的趋势但又保持相对静止的两个物体之间出现阻碍相对滑动趋势的力为静摩擦力。

出现静摩擦力的两个物体之间只有相对滑动趋势而无相对滑动位移，这是理解静摩擦力做功特点的关键。

如图1，放在水平桌面上的物体a在水平拉力f的作用下未动，则桌面对a向左的静摩擦力不做功，因为物体a在静摩擦力的方向上没有位移，物体a对桌面向右的静摩擦力也不做功，因为桌面在静摩擦力的方向上也没有位移。

如图2，a和b叠放在一起置于光滑水平桌面上，在拉力f的作用下，a和b一起向右加速运动距离为s，则b对a的静摩擦力做负功w1=-fs，a对b的静摩擦力做正功w2=fs，其做功的代数和w=w1+w2=0.可见静摩擦力做功的特点是：（1）静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。

（2）相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零。

（3）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。

二、滑动摩擦力做功的特点如图3，物块a在水平桌面上，在外力f的作用下向右运动，桌面对a向左的滑动摩擦力做负功，因为物体a在滑动摩擦力的方向上有位移，而物体a对桌面的滑动摩擦力不做功。

如图4，上表面不光滑的长木板，放在光滑的水平地面上，一小铁块以速度v从木板的左端滑上木板，当铁块和木板相对静止时木板相对地面滑动的距离为s，小铁块相对木板滑动的距离为d，则滑动摩擦力对铁块所做的功为：w铁=-f（s+d）……①根据动能定理，铁块动能的变化量为：△ek铁=w铁=-f（s+d）……②②式表明，铁块从开始滑动到相对木板静止的过程中，其动能减少。

那么，铁块减少的动能转化为什么能量了呢？以木板为研究对象，滑动摩擦力对木板所做的功为：w板=fs……③根据动能定理，木板动能的变化量为：△ek板=w板=fs……④④式表明木板的动能是增加的，由于木板所受摩擦力的施力物体是铁块，可见木块减小的动能有一部分（fs）转化为木板的动能。

关于摩擦力做功问题的讨论

关于摩擦力做功问题的讨论广西南宁市宾阳县开智中学曾令鹏【内容摘要】摩擦力（包括静摩擦力和动摩擦力）的大小和方向必须通过实际的运动性质才能判定，所以摩擦力做功具有不确定性。

本文结合高中物理教学实际，对摩擦力做功问题进行分析、讨论，总结，以形成规律。

【关键词】静摩擦力动摩擦力正功负功能量在现代摩擦理论中，摩擦力产生的机理是极复杂的，是必须在分子尺度内才能加以说明的，由于分子力的电磁本性，摩擦力可以说是电磁相互作用而引起的。

就中学阶段而言，摩擦力是互相接触的两个物体，当有相对运动或相对运动趋势时，在它们接触面上出现的阻碍相对滑动的力。

高中阶段摩擦力分两种：静摩擦力和滑动摩擦力。

静摩擦力可以从零到最大静摩擦力之间变化，所以它的大小必须由外力来确定；滑动摩擦力则必须由摩擦因数及正压力共同决定即N F F μ=，摩擦因数与材料有关，正压力则与运动的形式及性质有关。

所以滑动摩擦力大小和方向，与物体所处的运动状态有关。

功是力在运动过程中的空间累积效应的量度。

在经典力学中也称为机械功。

在高中阶段，恒力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积。

即cos W Fs θ=，其中cos s θ是在力的方向上通过的位移大小。

由于运动具有相对性，故在力的方向上通过位移也具有相对性。

综上所述可知，要想计算摩擦力所做的功，就必须同时确定摩擦力的大小及在摩擦力方向上通过的位移大小。

由此可知，摩擦力做功具有不确定性。

下面就这一问题，从摩擦力做功的特点，逐一讨论摩擦力做功的问题。

一、静摩擦力的功在相互挤压的物体的接触面间有相对滑动趋势，但还没有发生相对滑动的时候，接触面间会出现阻碍相对滑动的力，这个力即为静摩擦力。

静摩擦力虽然是在两物体没有相对位移的条件下出现的力，但这不等于静摩擦力做功一定为零。

因为受静摩擦力作用的物体依然可以相对地面或其他参考系发生位移，这个位移如果不与静摩擦力垂直，则静摩擦力必定做功：如图1所示，水平地面上的物体A 和B 在外力F 的作用下能保持相对静止地匀加速运动，则在此过程中，A 对B 的静摩擦力f 的方向水平向右，与它们的位移方向相同，所以A 对B 的静摩擦力对B 做正功。

高中物理功能关系总结(精选3篇)

高中物理功能关系总结第1篇
1．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)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零．
(3)静摩擦力做功时，只有机械能的相互转移，不会转化为内能．
2．滑动摩擦力做功的特点
(1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功．
(2)相互间存在滑动摩擦力的系统内，一对滑动摩擦力做功将产生两种可能效果：
①机械能全部转化为内能；
②有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移，另外一部分转化为内能．
(3)摩擦生热的计算：
为相互摩擦的两个物体间的相对路程．
高中物理功能关系总结第2篇
列能量守恒定律方程的两条基本思路：
1．某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等；
2．某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等．
3.能量转化问题的解题思路
(1)当涉及摩擦力做功，机械能不守恒时，一般应用能的转化和守恒定律．
(2)解题时，首先确定初末状态，然后分析状态变化过程中哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加，求出减少的能量总和
高中物理功能关系总结第3篇
1．若涉及总功(合外力的功)，用动能定理分析．
2．若涉及重力势能的变化，用重力做功与重力势能变化的关系分析．
3．若涉及弹性势能的变化，用弹力做功与弹性势能变化的关系分析．
4．若涉及电势能的变化，用电场力做功与电势能变化的关系分析．
5．若涉及机械能变化，用其他力(除重力和系统内弹力之外)做功与机械能变化的关系分析．
6．若涉及摩擦生热，用滑动摩擦力做功与内能变化的关系分析．。

摩擦力做功的特点①单个摩擦力包括静摩擦力和滑动摩擦力

F· s相对.
(6)分子力的功等于分子势能的变化.
思路方法
1.恒定加速度启动问题
解决问题的关键是明确所研究的问题是处在哪个阶段上.以及匀加速过程的最大速度v1和全程的最大速度vm的区别和求解方法. (1)求v1:由F-f=ma,可求v1=
P f
P F
.
(2)求vm:由P=fvm可求vm =
(1)机械能是否守恒的判断:
①用做功来判断,看重力(或弹簧弹力)以外的其它力做功代数和是否为零 .
②用能量转化来判断,看是否有机械能转化为其它形式的能. 物体间碰撞等问题,机械能 ③对一些绳子突然绷紧、一般不守恒,除非题目中有特别说明及暗示.
(2)机械能守恒定律解题的基本思路:
上升过程中空气阻力f恒定.则对于小球的整个上升过
程,下列说法中错误的是 A.小球动能减少了mgH ( )
B.小球机械能减少了fH
C.小球重力势能增加了mgH D.小球的加速度大于重力加速度g
解析
小球上升过程受重力G和空气阻力f,合力的功
为W合=-(mg+f)H,因此小球动能减少(mg+f)H,A错; 因空气阻力做功为fH,B对;重力做功为WG=-mgH, C 对;小球受合力为F合=mg+f=ma,a>g,D对. 答案A 拓展探究上例中小球从抛出到落回原抛出点的过程中 : (1)空气阻力f做功多少? (2)小球的动能减少多少? (3)小球的机械能减少多少?
解析
(1)Wf=-f2H=-2fH
(2)ΔEk=WG+Wf=0-2fH=-2fH
(3)ΔE=Wf=-2fH 答案 (1)-2fH (2)2fH (3)2fH
功是能量转化的量度,有以下几个功能关系需要理解

分析摩擦力做功

--精品分析摩擦力做功的特点浙江省苍南县求知中学（灵溪第三高级中学）李求龙（325800）在相当多的问题里,摩擦力都是阻碍物体的运动,对物体做负功,这就很容易给人一种感觉-----摩擦力一定做负功,实际上,因摩擦力的方向与物体的运动方向之间没有必然的联系所以摩擦力可以做负功,也可以做正功,也可以不做功,下面按静摩擦力的功和滑动摩擦力的功分述如下:一.关于静摩擦力做的功1.静摩擦力可以对物体不做功（1）当物体受静摩擦力作用时，若物体相对地面处于静止状态，静摩擦力对物体不做功，因为物体相对于地面的位移为零.相对于地面静止的物体受到静摩擦力是不做功的,那运动的物体受到静摩擦力是否也可能不做功呢?（2）如右图所示，有一水平圆形转盘绕竖直轴以角速度ω转动，在离轴心为r 处放一块质量为m 的木块，随圆盘一起做匀速圆周运动.在转动过程中，木块m 有沿半径向外运动的趋势，则它所受静摩擦力F f 方向沿半径指向圆心，所以该力始终与速度方向垂直，即在F f 方向没有位移,在任何时刻木块所受的静摩擦力F f 对它不做功.再如:人掉在向右运动车厢的细绳上,则它所受静摩擦力F f 方向竖直向上,该力始终与速度方向垂直，人所受的静摩擦力F f 对它不做功.由此可看出，物体在静摩擦力作用下相对于地面运动，此时静摩擦力也可以对物体不做功.2.静摩擦力可以对物体做负功，也可以对物体做正功如图所示，在一与水平方向夹角为θ的传送带上，有一装满玉米的麻袋相对于传送带静止.（1）当麻袋随传送带一起匀速向下运动时，麻袋相对于地面的位移方向沿斜面斜向下，传送带对它的静摩擦F f 力与它的重力的下滑分力相平衡，即沿斜面向上.在这里，静摩擦力对物体做负功.（2）当麻袋随传送带一起匀速向上运动时，麻袋所受静摩擦力F f 与物体位移方向一致，静摩擦力F f 对麻袋做正功.综上所述，物体之间的静摩擦力F f 可以对其中一个物体做正功，也可以做负功，甚至不做功，关键看物体受到的静摩擦力和它运动方向的关系.一对静摩擦力对两物体所做的总功为零，这是因为物体间的静摩擦力总是大小相等、静止 F f F 麻袋F f ω r v方向相反，而它们运动时相对于地面的位移是相同的，所以它们之间的静摩擦力若做功时，必定对一个物体做正功，对另一个物体做等量的负功，要么静摩擦力对两物体都不做功，这就是在静摩擦力作用下的两物体，即使发生运动也不会产生内能的原因.二.滑动摩擦力做的功在分析滑动摩擦力做功的时候要正确理解“运动”和“相对运动”的关系。