摩擦力做功和能量转化
第2课时 摩擦力做功与能量转化
第二专题 功和能 第2课时 摩擦力做功与能量转化
姓名：范友祥
校名：厦门第二中学 2019.2.16
考点一 摩擦力做功的特点及应用 [考点解读]
不 同 点
相同 点
类别 比较
能量转化 的方面
一对摩 擦力做 功方面 做功方面
静摩擦力
滑动摩擦力
在静摩擦力做功的过程中，只有机械能从一
例 2 如图所示，固定直杆上套有一个质量为 m 的小球和两根原长均为 L 的轻弹簧，两根 轻弹簧的一端与小球相连，另一端分别固定在杆上相距为 2L 的 A、B 两点。已知直杆与水
平面的夹角为 θ，两弹簧的劲度系数均为
，小球在距 B 点 L 的 P 点处于静止状
态，此时小球受到的摩擦力为最大静摩擦力，且与滑动摩擦力相等，重力加速度为 g。求： （1）从固定点 B 处剪断弹簧的瞬间小球加速度的大小和方向； （2）若小球从 P 点以初速度 v0 沿杆向上运动，恰能到达距 A 点 L 的 Q 点，求初速度 v0
电动机的平均输出功率
代入数据解得 ≈23.39W．
答：（1）A 上升的最大高度 H 为 3.6m；
（2）B 从开始运动到落地前经历的时间 t 为 3.95s，刚落地时的速率为 2
m/s；
（3）B 在传送带上运动的过程中电动机的平均输出功率 为 23.39W．
【点评】解决本题的关键理清 A、B 在整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学
公式综合求解，知道 B 在传送带上先受到滑动摩擦力，然后受静摩擦力．
内能
两种摩擦力都可以对物体做正功，做负功，还可以不做功
例 1 如图所示，A 物体放在 B 物体的左侧，用水平恒力 F 将 A 拉至 B 的右端，第一次 B
【物理知识点】摩擦力做功与内能的关系
【物理知识点】摩擦力做功与内能的关系
摩擦力做功全部转化为内能，其内能等于滑动摩擦力乘以相对位移。
如果两个物体之间是静摩擦力，则两静摩擦力做的功之和必为零，所以静摩擦力不能产生热量。
两个相互接触并挤压的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫做摩擦力。
摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。
固体表面之间的摩擦力的来因有两个：固体表面原子、分子之间相互的吸引力（化学键重组的能量需求，胶力）和它们之间的表面粗糙所造成的互相之间卡住的阻力。
内能从微观的角度来看，是分子无规则运动能量总和的统计平均值。
分子无规则运动的能量包括分子的动能、分子间相互作用势能以及分子内部运动的能量。
物体的内能不包括这个物体整体运动时的动能和它在重力场中的势能。
原则上讲，物体的内能应该包括其中所有微观粒子的动能、势能、化学能、电离能和原子核内部的核能等能量的总和，但在一般热力学状态的变化过程中，物质的分子结构、原子结构和核结构不发生变化，所以可不考虑这些能量的改变。
但当在热力学研究中涉及化学反应时，需要把化学能包括到内能中。
感谢您的阅读，祝您生活愉快。
摩擦力做功与内能的关系
摩擦力做功与内能的关系嘿，摩擦力做功和内能有关系，这可有意思啦！你想想，就像两个人在拔河，摩擦力就是那股较劲的力。
比如你在地上拖一个箱子，那摩擦力就做功啦。
这时候你会感觉到箱子变热了，为啥呢？这就跟内能有关系啦。
难道不是吗？摩擦力做功会让物体的内能增加。
就像给一个气球打气，气越来越多，气球就鼓起来了。
你拖着箱子走得越费劲，产生的摩擦力越大，箱子的内能就增加得越多。
这多神奇啊！你说是不是？比如你使劲拖一个特别重的箱子，手都能感觉到箱子热得厉害。
内能增加会有啥表现呢？就像一个人生气了，脸会变红。
物体的内能增加了，温度就会升高。
你看那个被摩擦过的地方，是不是有点热呢？这就是内能增加的表现呀。
难道不好玩吗？摩擦力做功也不是一直都让内能增加。
就像有时候你努力了也不一定能成功。
如果摩擦力做的功都转化成其他形式的能量了，那内能可能就不增加啦。
你说这奇不奇怪？比如一个物体在光滑的表面上运动，虽然有摩擦力，但摩擦力没做功，内能就不增加。
内能增加也不一定都是摩擦力做功的结果。
就像你考了好成绩，不一定都是你努力的结果，可能还有运气呢。
比如一个物体被加热了，它的内能也会增加，但这可不是摩擦力做功。
这不是很有趣吗？摩擦力做功和内能的关系还挺复杂呢。
就像一个谜题，得好好琢磨琢磨。
你得知道什么时候摩擦力做功会让内能增加，什么时候不会。
这多有挑战性啊！你敢试试不？比如你做物理实验的时候，就得搞清楚这个关系。
摩擦力做功能让一些东西变得不一样。
就像一个魔术师，能变出各种花样。
比如你用砂纸打磨一个东西，摩擦力做功让这个东西变热了，表面也变得光滑了。
这不是很厉害吗？内能增加也会影响摩擦力做功。
就像两个人互相影响，你对我好，我也对你好。
如果一个物体的内能增加了，它的性质可能会改变，摩擦力做功也会跟着变化。
你想过这一点吗？比如一个热的物体和一个冷的物体，它们受到的摩擦力可能就不一样。
摩擦力做功和内能的关系在生活中也能看到。
就像一个隐藏的宝藏，等你去发现。
关于摩擦力做功与能量转化的问题_张智慧
学知报/2011年/3月/14日/第C06版教学论坛关于摩擦力做功与能量转化的问题绥德中学张智慧在我们生活的世界里，到处充满了摩擦，而我们也离不开摩擦，设想，这个世界没有了摩擦，我们是否能习惯？我们每天的行为、生活，无时无刻在体现能量之间的转化，而这些转化是靠做功来完成。
那么摩擦力就在我们身边，它是怎样做功以及如何进行能量之间的转化呢？一、滑动摩擦力做功与能量转化滑动摩擦力的方向总是与物体间相对运动方向相反，它可以对物体做正功，也可以做负功，还可以不做功。
例如：从研究对象角度来说1、A冲上固定在光滑地面上的物体B上，运动到B的右端，对A而言，它所受到的滑动摩擦力向左阻碍了A、B之间的相对运动，做了负功。
那么对A来说，它的机械能减少转化为由于摩擦而产生的内能。
2、对B而言，尽管A对B有向右的滑动摩擦力，但由于B物体相对地面在力的方向上并没有发生位移，所以A对B的滑动摩擦力对B并没有做功。
那么，B的能量没有变化。
倘若B不固定，A以一定初速度冲上B，在A的“带动下”，B相对地面向右也发生了一段位移。
那么这时候，A对B的滑动摩擦力对B就做了正功，B的机械能要增加。
3、对A、B组成的系统来说，这一对相互作用的滑动摩擦力做功的总和又如何呢？能量如何转化呢？对（1）图来说，B对A的摩擦力WBA=—FBA×L ，WAB=0 ,W合=WAB+WBA=—FBA×L＜0，负功对（2）图来说，WBA=—FBA×（L+S），WAB=FAB×S ，W合=WBA+WAB=—FBA×L ＜0，负功从功能关系角度来说，A、B间发生相对滑动，“摩擦生热”，系统的机械能必然损失转化为内能，原因是A、B系统内力做功之和为负，使系统的机械能损失。
看来，相互作用的两个物体之间，一对滑动摩擦力做功的代数和应该为负值。
二、静摩擦力做功与能量转化静摩擦力的方向总是与物体间的相对运动趋势方向相反。
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。
摩擦力做功问题及求变力做功的几种方法(学生版)-高考物理热点模型
摩擦力做功问题及求变力做功的几种方法学校：_________班级：___________姓名：_____________模型概述1.摩擦力做功问题1)无论是静摩擦力还是滑动摩擦力都可以对物体可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。
2)静摩擦力做功的能量问题①静摩擦做功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。
②一对静摩擦力所做功的代数和总等于零，而总的机械能保持不变。
3)滑动摩擦力做功的能量问题①滑动摩擦力做功时，一部分机械能从一个物体转移到另一个物体，另一部分机械能转化为内容，因此滑动摩擦力做功有机械能损失。
②一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值，总功W =-F f ⋅x 相对，即发生相对滑动时产生的热量。
2.求变力做功的几种方法1．用W =Pt 求功当牵引力为变力，且发动机的功率一定时，由功率的定义式P =W t，可得W =Pt .1)“微元法”求变力做功:情形一：当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，力F 做的功与路程有关，W =Fs 或W =-Fs ，其中s 为物体通过的路程．情形二：当力的大小不变，运动为曲线时，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多个无穷小的位移上的恒力所做功的代数和,此法适用于求解大小不变、方向改变的变力做功.【举例】质量为m 的木块在水平面内做圆周运动，运动一周克服摩擦力做功W f =F f ⋅Δx 1+F f ⋅Δx 2+F f ⋅Δx 3+...=F f ⋅(Δx 1+Δx 2+Δx 3+...)=F f ⋅2πR2)“图像法”求变力做功:在F -x 图像中,图线与x 轴所围“面积”的代数和就表示力F 在这段位移内所做的功,且位于x 轴上方的“面积”为正功,位于x 轴下方的“面积”为负功,但此方法只适用于便于求图线与x 轴所围面积的情况(如三角形、矩形、圆等规则的几何图形).【举例】一水平拉力拉着一物体在水平面上运动的位移为x 0，图线与横轴所围面积表示拉力所做的功，W =F 0+F 12x3)“平均力”求变力做功:当力的方向不变而大小随位移线性变化时,可先求出力对位移的平均值F =F 0+F 12,再由W =F l cos θ计算,如弹簧弹力做功.【举例】弹力做功，弹力大小随位移线性变化，取初状态弹力为0，则W =F x =0+F k 2x =0+kx 2x =12kx 24.应用动能定理求解变力做功：在一个有变力做功的过程中，当变力做功无法直接通过功的公式求解时，可用动能定理W 变+W 恒=12mv 22-12mv 21，物体初、末速度已知，恒力做功W 恒可根据功的公式求出，这样就可以得到W 变=12mv 22-12mv 21-W 恒，就可以求出变力做的功了．【举例】用力F 把小球从A 处缓慢拉到B 处，F 做功为W F ，则有：W F +W G =0⇒W F -mgl (1-cos θ)=0⇒W F =mgl (1-cos θ)5)等效转换法求解变力做功：将变力转化为另一个恒力所做的功。
小议摩擦力做功及其能量转化
大脑潜 能 的 方 法 ：
Ｃ ｏ ｕ ｒ ｓ ｅ Ｅ ｄ ｕ ｃ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ
２ ０ １ ４ 年３ 月 下旬 － Ｖ ］
子 多思 考 、 多提 问 ， 大胆 想 象 ： （ ６ ） 让 孩 子 辨 别各 种 色彩 ：
到 了五 岁 时就 经 常 战 胜 爷 爷 和 一 些成 年 人 了 ； 有 时 ④ 刺激 手指 。例如琴 、 棋、 书、 画是开发大脑潜能的第一选 中 国 象棋 ，
择。
爷 爷 在 旁边 指 手 划 脚 。 他说 ： ” 爷爷． 是 以你 为 主还 是 以我 为 主？ ”
学 习成 绩优 异 ； ⑤伸 掌、 握拳 ： 将五指伸 直成掌 ， 再屈曲成拳 ； 如此反复进 表 现 出信 心 百倍 ： 行 。 ③ 我到一位 同事 家里去 ， 我看见他 家的墙壁上到处都被 小
（ １ ） 午 ｛ ｝ 声 音 的 刺激
④ 深圳有位 小朋友 ， 五年级 时 ， 他 写的对联有力 、 漂亮 ； 学
习成 绩特 别 优 异 ， 考 入 省 重点 中 学。 这 种例 子很 多。 当然 ， 琴、 棋、 书、 画不 必全 部 都 练 、 也 不 可 ① 听音 乐。人脑是音 乐脑， 与生俱来 ， 属于天性。” Ｂ Ｂ” 的听 觉发 育 比较 早 ， 在 娘 胎 里 就 能 接 受到 音 乐的 教 育 了。 出 生后 的 能 全 部都 练 ， 因 为孩 子 承 受 不 了这 么重 的” 家庭作 业 ” ； 家长也 没 学 奕 是 比较 适 合 段 时间内， 主要 还 是 靠 听 觉 ； 满 月之 后 ， 视 觉 才逐 渐 占据 着主 有 那 么 大 的 能 耐 。就 对 贫 民佰 姓 的 能 力 而 言 ， 导地 位 。 所 以 ， 科 学地 让 婴 、 幼 儿 听 听 幼儿 音 乐 、 古典 音 乐 、 舞 的 。 曲、 胎教 歌 曲 … 对 开发 婴 、 幼 儿 大 脑 潜 能 非 常有 效 。我 用 《 小 燕 ３ 、 运动和游戏是开发大脑潜能 、 健 身 强体 的好 方 法 子》 当摧 眠 曲 ； 卡 拉 ＯＫ 点歌 时 ， 小孙 女 唱 《 小 燕子 》 时得 ９ ８分 ， 婴、 幼 儿是 在 游戏 、 玩耍 、 滚 打 的 过程 中 学 习、 成 长 的 。一切 其 他 歌 曲只得 ７ ０分 左右 。 剥 夺婴 幼 儿 天性 的行 为都 是 错 误 的 。 哪 能给 中 、 小班 幼儿 布 置 （ 唱 儿 歌 。例 如 ” 开 火 车” 、 Ｊ 、 鸟 飞Ｉ Ｉ 、 １ １ 小 鱼 游” 、 ” 吹喇叭” 、 ” 家 庭作 业的 呢 ？ 这是 违 反 婴 、 幼 儿 智 力发 育规 律 的行 为 。 正 官歌 ” 、 １ １ 小猫 ” 、 ” 家族 歌 ” 、 ” 小 燕子 ” 、 ” 两 只耳 朵” 、 ” 小 白免 ” 、 ” 一 正 确 的 方 法是 ： 在 父母 和 老师 的指 导 下 进 行 一切 有益 于婴 而且 老 师要 与 孩 子 一 同 活动 ， 不 断 地 启 二 三 四五 ” 等等； 主要 是 父 母 或监 护人 自 己哼 唱 。 轻 声 哼 唱 起 到 幼 儿 身 心 发 育的 活动 ； 摧 眠作 用 ， 婴、 幼 儿 在 似 睡 非 睡 的状 态 中享 受 着 父母 的 爱 ： 当孩 发 婴 幼 儿进 行 思 考 、 联 想， 从 而 培 养 孩 子 们 的 良好 品 格 和 各 种 子 长 大到 一 周 岁 后 ， 也 可 以与 婴 幼儿 一 起 哼 唱 ， 共 享母 子 之 乐 ； 能 力 。 例如 社 交 能 力 、 合作能力、 完 成 任务 的 能 力 ， 从 而培 养他 就 是 这 种 音 乐在 不知 不 觉 中开 发 了大脑 潜 能 。 们 坚强 、 执 着 的 品格 。 （ 让婴 幼儿 倾 听 爸爸 妈 妈 说 话 、 读 书 和 朗诵 诗 歌 声 音 ； ４ 、 借 助 玩 具 进 行 开 发 （ 让婴 幼 儿 倾 听 各种 动 物 的 叫 声 ； 玩积木是开发 大脑潜能的好方 法． 利 用 积 木 筑 长城 、 建高 （ 让婴 幼 儿 倾 听各 种 器物 撞 击 的 声音 ； 楼、 造汽车等， 用 以 激发 孩 子 的 创 造 性 思 维 。 培 养 他 们 的各 种 能 （ 让婴 幼 儿 倾 听 大 自然 的” 呼吸 ” ； 风声、 雨声 、 水声 、 雷声 力 等 等 ： 各种手工、 剪纸、 摺 纸 等 工 艺 都 是 开发 大脑 ， 特 别是 开发 右 等。
摩擦力做功与能量转化问题
专题专题专题 摩擦力做功与能量转化问题摩擦力做功与能量转化问题【学习目标】【学习目标】1.1.理解静摩擦力和滑动摩擦力做功的特点；理解静摩擦力和滑动摩擦力做功的特点；理解静摩擦力和滑动摩擦力做功的特点；2.2.2.理解摩擦生热及其计算。
理解摩擦生热及其计算。
理解摩擦生热及其计算。
【知识解读】【知识解读】1.1.静摩擦力做功的特点静摩擦力做功的特点静摩擦力做功的特点如图5－1515－－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，因为桌面在静摩擦力的方向上没有位移。
如图5－1515－－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，的作用下，A A 和B 一起向右加速运动，则B 对A 的静摩擦力做正功，的静摩擦力做正功，A A 对B 的静摩擦力做负功。
可见静摩擦力做功的特点是：的静摩擦力做负功。
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。
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。
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。
，而没有机械能转化为其它形式的能。
2.2.滑动摩擦力做功的特点滑动摩擦力做功的特点滑动摩擦力做功的特点如图5－1515－－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，A 对桌面的滑动摩擦力不做功。
力不做功。
如图5－1515－－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，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 ，滑动摩擦力对铁块所做的功为：W 铁＝－f(s+d)―――①―――①根据动能定理，铁块动能的变化量为：k w =f s+d ED 铁铁＝－（）―――②―――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。
摩擦力做功的公式
摩擦力做功的公式
摩擦力做功的公式可以表示为：W=Ff×d，其中W为摩擦力所做的功，Ff为摩擦力的大小，d为物体在摩擦力作用下移动的距离。
摩擦力是物体间接触时产生的阻力，它会抵消物体的运动能量，使物体停止运动或减缓运动速度。
当物体在受到摩擦力的作用下移动时，摩擦力会对物体做功，将物体的动能转化为热能。
这个过程中，摩擦力所做的功可以用上述公式来计算。
举个例子，当一个物体在水平面上受到摩擦力的作用下沿着平面运动时，摩擦力所做的功可以表示为W = Ff × d。
其中，Ff为物体和平面间的摩擦力，d为物体在平面上移动的距离。
如果没有其他能量转换的情况下，摩擦力所做的功将全部转化为热能，让物体表面温度升高。
需要注意的是，摩擦力做功时，其大小与物体移动的距离和摩擦力的大小相关。
当物体受到的摩擦力越大，物体移动的距离越长，摩擦力所做的功就越大。
因此，在实际应用中，需要对物体受到的摩擦力和移动距离进行合理的控制，以达到所需的功率输出和能量转换效率。
总之，摩擦力做功的公式能够帮助我们计算摩擦力所做的功，这对于理解摩擦力的作用和优化能量转换非常重要。
- 1 -。
摩擦力做功与能量的关系
m/s。
( 2) 对物体 A 接触弹簧,将弹簧压缩了 x 到最短后又恰回到 C 点这段过 程,对系统应用动能定理有: -Ff·2x=0- ×3mv2,解得:x=0.4 m 弹簧从压缩最短到恰好能弹到 C 点的过程中,对系统根据能量守恒有 Ep+mgx=2mgxsin θ+Ffx,解得 Ep=6 J。
小车右端平滑对接。 小车质量 M=3 kg,车长 L=2.06 m,车上表面距地面的高 度 h=0.2 m,现有一质量 m=1 kg 的滑块,由轨道顶端无初速度释放,滑到 B 端 后冲上小车。 已知地面光滑,滑块与小车上表面间的动摩擦因数 μ=0.3,当车 运动了 t0=1.5 s 时,车被地面装置锁定(g 取 10 m/s2)。试求:
拓展训练 2(2013·海南单科,13)一质量 m=0.6 kg 的物
体以 v0=20 m/s 的初速度从倾角 α=30° 的斜坡底端沿斜坡向上运动。当物 体向上滑到某一位置时,其动能减少了 ΔEk=18 J,机械能减少了 ΔE=3 J。不 计空气阻力,重力加速度 g 取 10 m/s ,求:
2
(1)物体向上运动时加速度的大小。 (2 A 和斜面间的滑动摩擦力 Ff=2μmgcos θ,物体 A 沿斜面向下运 动到 C 点的过程中, 对 A、B 整体根据动能定理有:2mgLsin θ-mgL-FfL= ×3mv2- ×3mv0 2 解得:v= ������0 2 +
2������������ (2������������������θ-2μ������������������θ-1)=2 3 1 2 1 2
1 vB 2 2 mgR= mvB ,FNB-mg=m 2 R
则:FNB=30 N。 (2)设 m 滑上小车后经过时间 t1 与小车同速,共同速度大小为 v 对滑块有:μmg=ma1,v=vB-a1t1 对于小车:μmg=Ma2,v=a2t1 解得:v=1 m/s,t1=1 s,因 t1<t0 故滑块与小车同速后,小车继续向左匀速行驶了 0.5 s,则小车右端距 B v 端的距离为 l 车=2t1+v(t0-t1) 解得 l 车=1 m。 vB+v v (3)Q=μmgl 相对=μmg( t1- t1)
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f对Ａ作正功０sW= f０sfＡ０ＢＦ图转移，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。
摩擦力做功的特点解析
摩擦力做功的特点解析摩擦力是物体之间相对运动时产生的阻碍运动的力，它对物体的运动有着重要的影响。
当物体受到摩擦力作用时，摩擦力会对物体进行功的转化。
摩擦力做功的特点可以从以下几个方面进行解析。
首先，摩擦力做功的特点之一是能量转化。
在物体相对运动时，摩擦力将部分物体的机械能转化为热能。
当两个物体相互摩擦时，由于摩擦力的作用，物体的动能会逐渐减小，同时热能会逐渐增加。
这是因为摩擦力背后的机理是由两个物体之间的相互作用引起的微观力。
其次，摩擦力做功的特点之二是方向相反。
摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，这意味着摩擦力对物体的运动起到了阻碍的作用。
摩擦力的大小与物体之间的接触面积、表面粗糙程度、受力物体的质量以及动摩擦系数等因素有关。
当物体与支持面之间没有相对滑动时，称为静摩擦。
当物体具有相对滑动时，称为动摩擦。
此外，摩擦力做功的特点之三是与速度相关。
摩擦力的大小与物体相对速度有关。
当物体的速度增大时，摩擦力也随之增大。
相反，当物体的速度减小时，摩擦力也会减小。
这与物体表面的粗糙程度有关，当物体的相对速度增加时，物体表面的接触点也随之增多，从而增大了摩擦力的大小。
此外，摩擦力做功的特点之四是滑动摩擦与滚动摩擦的不同。
滑动摩擦是指物体相对滑动时产生的摩擦力，例如两个物体在相对滑动时，摩擦力将物体的机械能转化为热能。
而滚动摩擦是指物体进行滚动时产生的摩擦力，例如一个轮子在地面上滚动时，摩擦力既可减小物体的速度，也可增加物体的速度。
总结起来，摩擦力做功的特点主要包括能量转化、方向相反、与速度相关以及滑动摩擦与滚动摩擦的不同。
这些特点在物体的运动过程中起着重要的作用，使物体的运动受到了限制或改变。
在实际生活中，我们需要充分理解和利用摩擦力的作用，以便更好地控制和调节物体的运动。
第四章机械能及其守恒定律之摩擦力做功与能量转化课件
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课堂小结
1.静摩擦力和滑动摩擦力都可以对物体做正功，也 可以对物体做负功，还可以不做功。
2、一对静摩擦力对物体做功，没有相对位移,因此 不会产生内能。
知识回顾
问题1：怎样区分滑动摩擦和静摩擦？ 问题2：功的计算公式是？ 位移X的含义。 W＝FXcosα 问题3：如何判断力是做正功还是负功？
问题4：搓手时摩擦力做功，能量如何转化？ 机械能转化为内能！
探究1：
做功和能量转化
• ◆如图，放在水平桌面上的物体A在水平拉力F的作用下静止。
。
A
F
• ◆如图，A和B叠放在一起置于光滑水平桌面上，在拉力F的作
3.一对滑动摩擦力做功的过程中，有相对位移，会 产生内能。 Q=f∆x
4. 能量转化：系统减小的机械能转化为增加的内能
Q=f滑d =E机
• 课后习题:如图，质量为M、长度为L的小车静止在光滑的水 平面上．质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左 端．现在一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始 做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为f.经过时间t， 小车运动的位移为x，物块刚好滑到小车的最右端( )
如图，上表面粗糙的长木板B，放在光滑的水平地面上， A
v0
一小物块A以速度V0 从木板的左端滑上木板，当物块A
B
和木板B相对静止时木板B相对地面滑动的距离为S，小
物块A相对木行受力分析（水平方向）
s
d
（2）分别计算摩擦力对A、B做了多少功
（3）计算A、B之间这对摩擦力的总功
一对摩擦力做功与产生内能的关系
一对摩擦力做功与产生内能的关系一、系统内一对静摩擦力做功与产生内能的关系：系统内一对静摩擦力即使对物体做功，但由于相对位移为零而没有热能产生，只有物体间机械能的转移。
例１．如右图所示，物体A、B叠放在一起放在水平面C上，用水平向右的力F拉物体B，使物体A、B以共同的加速度向右运动，发生了一段位移S，在此过程中，物体间有相互作用的静摩擦力?、?ˊ，物体A在?作用下，发生位移S，?对物体A做正功W1＝?s，而同时?ˊ对物体B的运动起了阻碍作用，因此在B前进S的过程中，?ˊ对物体B做负功W2＝－?ˊS，而这一对静摩擦力对A、B所组成的系统作功的总量W＝W1＋W2＝0。
?这种情况下，尽管静摩擦力分别对A、B做功，但没有机械能转化为内能（即没有摩擦生热）。
二、系统内一对滑动摩擦力做功与产生内能的关系：作用于系统的滑动摩擦力和物体间相对滑动的位移的乘积，在数值上等于滑动过程产生的内能。
即Q＝F滑S相对，其中F滑必须是滑动摩擦力，S相对必须是两个接触面的相对滑动距离（或相对路程）。
例２．如右图所示，质量为m的小木块A以水平初速υ0冲上质量为M、长为L、置于光滑水平面C上的木板B，并正好不从木板B上掉下，B间动摩擦因数为μ。
求此过程中产生的内能。
解析：在此过程中摩擦力做功的情况：设A和B所受的滑动摩擦力分别为F、Fˊ，F＝Fˊ＝μmg，A在F的作用下减速，B在Fˊ的作用下加速；当A滑到B的右端时，A、B达到一定的速度υ，就正好不从木板B上掉下，设此过程中木板B向前移动的距离为S，滑动摩擦力F对木块A做负功W1＝－μmg(s+L),而摩擦力Fˊ对B做正功W2＝μmgs。
摩擦力对系统所做的总功：W＝W1＋W2＝－μmg(s+L)＋μmgs＝－μmgL。
对A、B分别列出动能定理式子：μmg(s+L)＝mυ02/2- mυ2 /2 ①μmgs=Mυ2 /2 ②由(1)式可知木块A克服摩擦力做的功等于它动能的减少量。
由(2)式可知摩擦力对B板做的正功等于B板动能的增量。
摩擦力做功与能量转化问题
例1、电机带动水平传送带以速度
p
v匀速转动，一质量为m的小木块
P由静止轻放在传送带上(传送带
.p
足够长)，若小木块与传送带之间
的动摩擦因数为μ，如图所示，从 小木块放上传送带到与传送带相 对静止的过程中，求：
. S1 .p .
S2
(1)小木块的位移； (2)传送带转过的路程；
v2
S1 2g
(3)小木块获得的动能； (4)摩擦过程产生的摩擦热；
25 0.52
48
(2)弹簧的最大弹性势能Epm.
Epm 24.4J
例3、如下图所示，AB为倾角θ＝37°的斜面轨道，轨道的AC部分 光滑，CB部分粗糙．BP为圆心角等于143°、半径R＝1 m的竖直 光滑圆弧形轨道，两轨道相切于B点，P、O两点在同一竖直线上， 轻弹簧一端固定在A点，另一端在斜面上C点处，现有一质量m＝2 kg的物块在外力作用下将弹簧缓慢压缩到D点后(不拴接)释放，物 块经过C点后，从C点运动到B点过程中的位移与时间的关系为x＝ 12t－4t2(式中x单位是m，t单位是s)，假设物块第一次经过B点后恰 能到达P点，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.试求：
例1、如图所示，质量为m的长木块A静止于光滑水平面 上，在其水平的上表面左端放一质量为m的滑块B，已知 木块长为L，它与滑块之间的动摩擦因数为μ.现用水平向 右的恒力F拉滑块B.
(1)求上述过程中滑块与木块之间产生的内能． (2)当长木块A的位移为多少时，B从A的右端滑出？
答案：(1)μmgL (2)F－μm2gμLmg
为内能的数值。4J
v
总结：.滑动摩擦力做功的特点：
1）可以对物体做正功，负功，也可以不做功。
2）一对滑动摩擦力做功的过程中，能量的转化有两个方 面：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。
内能和摩擦力做功的关系
内能和摩擦力做功的关系【摘要】摩擦力是一种常见的力，当物体相互接触并相对运动时产生摩擦力。
摩擦力做功会导致系统内能发生变化，从而影响系统的热量交换。
摩擦力做功会使系统的温度升高，导致内能的转化。
内能与摩擦力之间存在着密切的关系，摩擦力做功会导致内能的增加，进而影响系统的热量变化。
摩擦力做功与内能之间相互影响，从而影响系统的热力学性质。
这种关系对于理解系统的能量转化和温度变化具有重要意义。
【关键词】内能、摩擦力、做功、热量交换、温度、系统、转化1. 引言1.1 介绍内能和摩擦力做功的概念内能和摩擦力做功是热力学中重要的概念。
内能是指物体内部分子或原子的微观运动引起的能量，是物体的一种固有能量。
而摩擦力是由物体表面之间的相互作用引起的力，是一种阻碍物体相对运动的力。
内能和摩擦力做功之间存在着密切的关系，通过摩擦力做功可以引起内能的变化。
在物体之间发生摩擦时，摩擦力会对物体进行做功，将机械能转化为热能。
这些热能以内能的形式存在于物体中，导致内能的增加。
摩擦力做功会使物体的内能发生变化，这种内能的增加与系统在热力学上的热量交换密切相关。
摩擦力做功与内能之间存在着千丝万缕的联系。
摩擦力做功会导致内能的变化和转化，使系统的温度升高。
通过研究内能和摩擦力做功的关系，我们可以更好地理解热力学过程中能量的转化和守恒。
这对于实际工程和科学研究具有重要意义。
2. 正文2.1 内能与摩擦力之间的关系内能和摩擦力之间的关系是一个重要的物理学概念，它们之间存在着密切的相互作用。
内能是物体所具有的能量，包括其微观结构和分子之间的相互作用所带来的能量。
而摩擦力则是一种阻碍物体相对运动的力，通常会使物体受到减速或停止的影响。
在物体受到摩擦力作用时，摩擦力会做功，这会导致物体内部的微观结构发生变化，进而影响物体的内能。
摩擦力做功会在物体内部产生热量，这些热量能够改变物体的内部能量状态，导致内能的变化。
另外，摩擦力做功也会导致物体整体温度的升高。
摩擦力做功与能量转化
摩擦力做功与能量转化摘要】摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功，摩擦力对物体做功可以使物体的能量发生转换或传递，所以转化的能量可以用做功多少来量度.本文对滑动摩擦力、静摩擦力和滚动摩擦力的做功情况以及能量转化情况进行了分析和研究.【关键词】摩擦力；做功；能量：转化中图分类号：Ｇ63文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2014）02-018-02关于摩擦力做功，人们常会出现以下几种模糊认识："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" ；"摩擦力做功一定全部消耗在产生热量上""；系统内一对摩擦力是作用与反作用关系，所以系统内一对摩擦力的总功一定为零"等等.为此，很有必要对摩擦力做功的特点以及在摩擦力做功过程中的能量转化情况进行分析和研究，以弄清上述问题.关于滑动摩擦力做功及能量转化情况的分析研究滑动摩擦力可以做正功、也可以做负功、还可以不做功，下面分几种不同情况，分析研究滑动摩擦力对物体做功的情况及能量转化情况.1、滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功滑动摩擦力做功时，必伴随机械能向内能的转化，即"摩擦生热".滑动摩擦力可以对物体作正功，正是这个正功才使物体的内能增加，从而完整地解释了"摩擦生热"现象；也可以做负功，使物体的内能减小.如图1所示，在光滑地面上放着一质量为M的长木板，另一质量为m的木块以初速度V0沿水平方向飞上木板，由于摩擦，最后质量为m的物体停留在木板上，并一起以速度V1前进。
木板M向右运动，一定受到m对它的摩擦力f的作用，由于地面是光滑的，没有摩擦力，则木板所受的合力即为木块m对它的摩擦力f，方向水平向右，我们把它可以看成是一个带动力，由动能定理： fs=1/2 〖Mv〗^2-0。
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2014届达濠华侨中学高三物理第一轮复习：摩擦力做功和能量转化
1. 光滑的水平面上有一质量为M=3m的长木板，质量为m的滑块静置于木板上，在F作用下滑块与木板一起向右运动的位移为s
(1) 分析滑块、木板的受力情况；求摩擦力大小
(2) 摩擦力对滑块、木板分别做了多少功？
(3) 摩擦力对滑块与木板组成的系统做了多少功？
2. 质量为M的长木板放在光滑的水平面上，一质量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A 点滑到B点，在板上前进了l，而木板前进了x，如图所示，若滑块与木板间的动摩擦因数为μ，求：
(1) 摩擦力分别对滑块、木板及滑块与木板组成的系统做的功；
(2) 该过程滑块和木板的动能变化△E k1和△E k2分别为多少？系统的机械能的变化△E为多少？
(3) 系统产生的热量Q
3. 质量为m的滑块A置于长木板B的左端，长木板B质量为M，长为L，AB间的动摩擦因素为μ，现用一恒力作用于A上，使A运动至B右端，B的位移为s，水平面光滑。
求：
(1) 在这个过程中，摩擦力对A、对B，对系统分别做了多少功？
(2) 在此过程中，产生的热量是多少？
(3) A和B增加的机械能是多少？
4. 如图，质量为M 的足够长的木板，以速度0v 在光滑的水平面上向左运动，一质量为m （M m 〉）的小铁块以同样大小的速度从板的左端向右运动，最后二者以共同的速度013
v v =做匀速运动。
若它们之间的动摩擦因数为μ。
求：
（1）小铁块向右运动的最大距离为多少？
（2）小铁块在木板上滑行多远？
（3）整个过程产生的热量有多少？
5. 质量为m 的滑块以初速度gR v 30=滑上长木板的左端，长木板质量为2m ，木板长为l=
6.5R (R 是一常数)，AB 间的动摩擦因素为μ=0.5，水平面光滑。
求：
（1）运动过程中，A 是否会从B 上掉下来？
（2）C 是一固定的上表面光滑的平台，B 的右端与C 的左端距离L=1.5R ，物体与C 碰撞立即粘连在一起，求A 在整个运动过程中，克服摩擦力做了多少功？
5155
图－－ C
B
6. 如图所示，水平长传送带始终以v＝3 m/s的速度匀速运动，现将一质量为m＝1 kg的物块无初速度地放于左端，最终物块与传送带一起以相同的速度运动．在物块由速度为零增加至v＝3 m/s过程中，已知物块与传送带间的动摩擦因素μ=0.1，求：
(1) 摩擦力对物块做的功
(2) 该过程产生的热量Q
(3) 由于放了物块，带动传送带的电动机多消耗的电能E电
7. 如图所示，一质量为m=1kg的滑块从高为h=0.2m的光滑圆弧形槽的顶端A处无初速度地滑下，槽的底端B与水平传送带相接，传送带的运行速
度恒为v0=4m/s，两轮轴心间距为L=1m，滑块滑到传送带
右端C时，恰好与传送带的速度相同．求：
(1) 滑块到达底端B时的速度大小v B；
(2) 滑块与传送带间的动摩擦因数μ；
(3) 此过程中，由于克服摩擦力做功而产生的热量Q.
(4) 若传送带以v0=4m/s逆时针转动，求滑块在向右滑行的过程中产生的热量Q1；当滑块滑至B处时撤去圆弧形槽，求滑块在传送带上滑行的整个过程产生的热量Q2。