摩擦力做功和产生热能的关系
摩擦的力量为什么两个物体相互摩擦会产生热量
摩擦的力量为什么两个物体相互摩擦会产生热量摩擦的力量：为什么两个物体相互摩擦会产生热量摩擦是我们日常生活中常见的现象之一。
当两个物体相互接触并发生相对运动时，我们往往能感受到摩擦力的存在。
然而，除了产生运动阻力外，摩擦还会产生热量。
本文将探讨摩擦力的起源以及摩擦如何转化为热量的过程。
1. 摩擦力的起源摩擦力是由物体表面的不平滑程度导致的。
即使我们认为物体表面是平滑的，实际上它们都有微小的不规则状和颗粒。
当两个物体接触时，这些不规则之间会发生相互摩擦，并产生一个与两个物体相对运动方向相反的力，即摩擦力。
2. 摩擦力的计算摩擦力的大小和两个物体之间的压力以及表面性质有关。
根据科学家们的实验和观察，摩擦力正比于两个物体之间的垂直压力，即垂直于两个物体接触面的力。
3. 摩擦力转化为热量的过程当两个物体相对运动时，摩擦力会使物体表面的颗粒发生挤压和变形，产生能量损失。
摩擦力转化为热量的过程涉及到以下几个方面：(1) 振动：两个物体不断振动，导致颗粒之间的相互变形和产生摩擦。
这种能量的转化很快形成热量。
(2) 分子运动：摩擦力还会使物体表面的分子加速运动，摩擦力越大，分子的运动速度越快。
(3) 表面变形：在摩擦力的作用下，物体表面的颗粒被挤压，产生微小的变形。
这些变形会导致颗粒之间发生拉伸和断裂现象，形成热能。
以上这些过程将摩擦力转化为热能，从而引起物体升温。
只要两个物体之间发生相对运动，摩擦热就会被产生。
可以说，摩擦力的起源和热量转化是紧密相关的。
4. 摩擦力的应用摩擦力存在于许多日常生活和工业领域中，并被广泛应用。
以下是一些例子：(1) 摩擦力在车辆行驶中的应用：摩擦力使车轮与路面相互作用，提供了车辆的牵引和制动能力。
(2) 摩擦力在磨具中的应用：磨具通过与工件表面接触并相对移动，产生摩擦力来磨削和研磨工件。
(3) 摩擦力在火柴摩擦点火中的应用：当火柴头与摩擦表面相互摩擦时，摩擦热使得硫磺和磷化物起火。
板块模型中摩擦力做的功与内能的关系
板块模型中摩擦力做的功与内能的关系
摩擦力是指物体相对运动时孕育的不同材料之间的摩擦作用力。
当一个物体在另一个物体的表面上滑动或滚动时，两个物体之间就会产生摩擦力。
摩擦力不仅随着物体之间的接触面积而变化，还受到物体表面性质和摩擦物的类型等许多因素影响。
在板块模型中，摩擦力是地球板块相互作用的重要因素，并与内能密切相关。
摩擦力作用下，地球板块产生相互摩擦的能量，这种能量常常被视为机械能的一种形式。
当一个板块滑动或移动相对另一个板块产生摩擦时，摩擦力会对板块进行功，将其加速或减速，因此也会导致板块的动能或动量发生变化。
当板块之间的摩擦力足够强大时，还可能引起地震、火山爆发等地质灾害。
在板块模型中，摩擦力与内能密切相关。
地球内部热量的产生与内能紧密相连，而摩擦力可以将一部分机械能转化为热能，从而增加系统的内能。
例如，当两个板块之间摩擦力足够强大时，能量就会被释放出来，这种能量可能以地震的形式迸发出来。
在这种情况下，板块的摩擦力随着摩擦面积和岩石类型的变化而变化，并且与热力学平衡和岩石变形等过程有关。
然而，摩擦力并不是能量传输的唯一方式。
在板块模型中，地球板块之间的摩擦作用也可以通过潜在能，在板块的运动过程中储存并释放出来。
因此，摩擦力转化为内能的速率通常与能量转移的方式和表现形式有关。
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。
摩擦生热的公式
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。
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集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-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。
摩擦力做功等效
摩擦力做功等效摩擦力是物体接触面之间的力，当物体在平面上滑动或滚动时，摩擦力会产生。
除了阻碍物体的运动外，摩擦力还可以进行功。
摩擦力做功等效，意味着摩擦力所做的功可以用其他形式的能量来表示。
通常情况下，摩擦力所做的功会转化为热能，这是因为摩擦力会导致物体接触点处的能量转化为热能而散失。
这种能量转化可以用以下公式表示：功 = 摩擦力 ×位移这意味着当物体在平面上滑动或滚动时，摩擦力所做的功取决于物体受到的摩擦力和物体的位移。
如果摩擦力的方向与物体的位移方向相同，那么摩擦力所做的功为正，表示摩擦力向物体输入能量。
如果摩擦力的方向与物体的位移方向相反，那么摩擦力所做的功为负，表示摩擦力从物体中提取能量。
摩擦力做功等效的实际应用有很多，下面列举几个例子：1. 制动系统：汽车、自行车等的制动系统利用摩擦力做功来减速或停止运动。
制动器通过施加摩擦力于转动的车轮上，将动能转化为热能，从而使车辆减速或停止。
2. 磨损现象：摩擦力经常导致物体表面的磨损。
例如，当两个物体之间有相对运动时，在它们的接触点处可能产生磨损现象。
摩擦力所做的功会使物体表面的原子或分子产生相对运动，从而产生磨损。
3. 轮滚动：当车辆在地面上行驶时，车轮与地面的摩擦力会产生一个向前的推动力，使车辆前进。
这个推动力是由摩擦力所做的功提供的。
4. 自由下落：当物体从高处自由下落时，摩擦力可以减缓物体的下降速度。
摩擦力所做的负功相当于将物体的机械能转化为热能，并导致物体的下降速度减小。
需要注意的是，摩擦力做功等效的能量转化过程中会产生热能，这可能会导致能量的浪费。
因此，在一些实际应用中，人们会采取相应的措施来减小摩擦力，以降低能量损耗，提高系统的效率。
总之，摩擦力做功等效意味着摩擦力所做的功可以转化为其他形式的能量，通常是热能。
摩擦力做功等效在许多实际应用中起到重要的作用，但也需要注意能量的损耗和效率的提高。
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。
摩擦生热的热量产生的原因
摩擦生热的热量产生的原因
摩擦生热是由于两个物体之间的相对运动导致的能量转化。
当
两个物体表面相互接触并相对运动时，它们之间的不完美平滑表面
会产生摩擦力。
这种摩擦力会导致物体表面的分子和原子之间发生
相互作用，从而使它们产生热量。
具体来说，摩擦生热的原因可以从微观和宏观两个角度来解释。
从微观角度来看，当两个表面相互接触并相对运动时，它们之间的
不规则形状会导致分子之间的相互作用。
这些相互作用会导致分子
和原子发生位移和变形，从而产生热量。
此外，摩擦还会使分子和
原子产生振动，这也会导致热量的产生。
从宏观角度来看，摩擦生热的原因可以解释为动能转化为热能。
当物体相对运动时，它们的动能会转化为热能。
这是因为摩擦力会
对物体施加阻力，使它们的动能逐渐减小，而这些失去的动能会以
热能的形式释放出来，导致物体表面温度升高。
除此之外，摩擦生热的原因还可以从能量守恒定律的角度来解释。
根据能量守恒定律，能量不会被创造或消失，只能从一种形式
转化为另一种形式。
因此，当物体表面发生摩擦时，动能会转化为
热能，使得摩擦表面温度升高。
总的来说，摩擦生热的原因是由于摩擦力导致物体表面分子和原子之间的相互作用和动能转化为热能。
这些因素共同作用导致摩擦表面产生热量。
高中物理：功和能的关系
高中物理：功和能的关系功是能量转化的方式及量度。
能量的转化是通过做功来实现的，做功的过程就是能量转化的过程，即功是能量转化的方式；做了多少功，就有多少能量发生了转化，即功是能量转化的量度。
自然界中各种不同性质的力做功，使形形色色的能发生相互转化，不同力做的功对应着不同的能量转化。
1、摩擦生热系统增加的内能就等于系统克服滑动摩擦内力所做的总功。
简单的理解：在摩擦生热现象中，系统内能的获得，是通过系统克服滑动摩擦内力做功的方式来实现的。
公式：内克相(Q表示系统获得的内能，f表示滑动摩擦力的大小，S相表示系统内两物体之间的相对位移或路程)2、重力做功与重力势能变化的关系重力做功等于重力势能变化的负值。
简单的理解：重力势能的变化是通过重力做功的方式来实现的，重力不做功，物体的重力势能就不变化。
公式：3、弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系弹簧弹力做功等于弹力势能变化的负值。
简单的理解：弹簧弹性势能的变化是通过弹力做功的方式来实现的，弹力不做功，弹簧的弹性势能就不变化。
公式：4、物体的动能定理：合外力做功和物体动能变化的关系合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。
简单的理解：物体动能的变化是通过合外力做功的方式来实现的，合外力不做功，物体的动能就不变化。
公式：外5、系统的动能定理：合外力与内力所做的总功与系统动能变化的关系合外力与内力所做的总功等于系统动能的变化。
简单的理解：系统动能的变化是通过合外力与内力所做的总功的方式来实现的，合外力与内力所做的总功为0，系统的动能就不变化。
公式：外+内6、物体的功能原理：除重力外，其他力做的总功与物体机械能变化的关系除重力外，其他力所做的总功等于物体机械能的变化。
简单的理解：物体的机械能变化是通过除重力外其他力所做的总功的方式来实现的，除重力外，其他力所做的总功为0，物体的机械能就不变化。
公式：其他7、系统的功能原理：系统内，除重力、弹簧弹力外，其他外力与内力所做的总功与系统机械能变化的关系系统内，除重力、弹簧弹力外，其他外力与内力所做的总功等于系统机械能变化。
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摩擦力是物体之间接触时产生的一种抵抗相对运动的力。
在高中物理中，学生常常会遇到摩擦力做功的问题。
下面是一些常见的与摩擦力做功有关的问题分享。
1. 什么是摩擦力做功？摩擦力做功是指物体在相互摩擦的作用下，通过摩擦力做的功。
当物体受到外力作用使其运动时，摩擦力会减慢物体的运动并产生热能。
这个过程中，摩擦力对物体做了功。
2. 摩擦力做功的大小与哪些因素有关？摩擦力做功的大小与摩擦力的大小、物体的位移和摩擦力的方向有关。
摩擦力越大，位移越大，摩擦力做的功就越大。
当物体的位移与摩擦力的方向相摩擦力对物体做正功；当物体的位移与摩擦力的方向相反时，摩擦力对物体做负功。
3. 如何计算摩擦力做功的大小？摩擦力做功的大小可以通过计算摩擦力与物体的位移之间的点积来得到。
公式为：功 = 摩擦力× 位移× cosθ，其中θ为摩擦力与位移的夹角。
4. 摩擦力做功的功率有关系吗？是的，摩擦力做功的功率与摩擦力做功的大小和时间有关。
功率是指单位时间内所做的功，可以通过功 = 功率× 时间来计算。
当摩擦力做的功越大，或是在相同的时间内做的功更多，功率就越大。
5. 摩擦力做功时产生的热能如何计算？摩擦力做功产生的热能可以通过摩擦力做的功转化而来。
公式为：热能 = 摩擦力× 位移。
热能是能量的一种形式，根据能量守恒定律，热能产生的多少等于摩擦力做的功的大小。
6. 如何减小摩擦力做功产生的热量损失？要减小摩擦力做功产生的热量损失，可以采取以下措施：(1) 减小物体间的接触面积：减小接触面积可以减小摩擦力的大小，从而减少热量的产生；(2) 减小摩擦力的大小：可以通过使用润滑剂、改变物体表面的粗糙度等方式减小摩擦力；(3) 缩短物体的位移距离：缩短位移距离可以减少摩擦力做的功，从而减少热量的产生。
以上就是高中物理中关于摩擦力做功的一些常见问题和解答。
希望对你有帮助！。
滑动摩擦力做功“Q=fs相对”模型
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；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。
设车与墙碰撞时间极短，且碰后车的速率与碰前相等，车身足够长。
求：图1⑴物体相对车的位移⑵小车第一次与墙碰撞以后，小车运动的位移。
专题11：滑动摩擦力做功“Q=fs相对”模型
摩擦生热的“Q=f ·s 相对”模型模型建构：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；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 mv +=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。
设车与墙碰撞时间极短，且碰后车的速率与碰前相等，车身足够长。
求：⑴物体相对车的位移⑵小车第一次与墙碰撞以后，小车运动的位移。
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．
摩擦产热公式
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！。
摩擦力作功与摩擦生热相关问题的探讨
摩擦力作功与摩擦生热相关问题的探讨摩擦力属于接触力。
其特性取决于相互作用的两物体的状态而不是单个物体。
相互作用的两物体运动状态的不同使得摩擦力具有不同的表现规律,故而有静摩擦力、相对滑动摩擦力以及滚动摩擦力之分[1～2]。
摩擦力作功和摩擦生热在学习力学时常遇到,人们在学习的过程中很容易混淆两者的物理意义,为此在解决做功与生热的问题上经常出现错误,所以我们认为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。
1 参照系对摩擦力做功与摩擦生热的影响先提出一个问题:如图1所示,质量为M的物体在摩擦系数为的水平地面上移动,物体与地面的接触面上由于存在大小为的摩擦力而生热。
从地面参照系看是摩擦力f对物体做了负功,把物体的动能转化为热能了;但从物体参照系看,物体并没有位移,根据知道此摩擦力f不做功,那么系统中产生的热量又是从何而来？这个矛盾如何解释呢？首先,做功是因参照系而异,在不同参照系中计算做功的结果可以大不相同,所以在上例中,同一个摩擦力的功在地面参照系中计算与在物体参照系中计算结果不同并无矛盾。
问题是,以物体作为参照系,摩擦力所做的功为零了,这“热”又如何产生？我们知道本例中原来没有热,物体在地面移动后才有了热,从能量转化的角度看,一定是由其它能量转化来的,而从作功的物理意义看,能量的转换是通过作功来实现的。
因此,是地面上有另外一个摩擦力它是物体所受摩擦力的反作用力,因此,以物体为参考系,地面应有一个反方向的位移,故地面上这个摩擦力也作了负功,从而“摩擦生热”了。
不同参照系中计算作功的结果可以大不相同,所以在研究摩擦力做功时一定要指明参考系。
2 摩擦力做功与摩擦生热的关系再举一例,如图2,在水平传送带上,有一个质量为M的物体以速度v随传送带移动,众所周知,物体之所以会随传送带移动是因为作用在物体上的静摩擦力f做功的结果,静摩擦力f做功使物体获得了动能,但此时静摩擦力做功并没有产生热。
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。
高三复习-摩擦力做功与产生的热量关系
摩擦力做功与产生的热量关系
因摩擦力做功产生的热量等于摩擦力乘以两个物体的相对路程，因此,如果一个物体是地面或者固定与地面,另一个物体相对前一个滑行的路程就是对地的路程,此时(也只有此时),克服摩擦力做的功数值上就等于摩擦产生的热量。
摩擦力做功与产生的热量关系热能是相对系统而言的，不是对单个物体，所以动摩擦力对系统就是只产生热能，动摩擦力对系统一定做负功。
如果对单个物体，摩擦力就可以对物体做正功，也可以做负功，所以它做功可以增加或减少其他的能量，比如机械能。
摩擦力做功包括对物体做的功和摩擦生热，你所做的题，要区分，摩擦力做的功和摩擦力对物体所做的功。
这两者的区别。
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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。
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，货物相对地面参考系向前移动了s ，则滑动摩擦力对货物做功：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）由动能定理得木块的动能增量为△Ｅk 木＝－f （d ＋s ）（２）滑动摩擦力对小车做功为Ｗ车＝fs （３）同理，小车动能增量为图三△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。
综上所述，滑动摩擦力做功有以下特点：滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功。
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，转化为内能的量值等于滑动摩擦力与相对位移乘积即：Ｑ＝f 滑动．S 相对相互摩擦的系统内，一对滑动摩擦力所做的功总是负值，其绝对值恰等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，即恰等于系统损失的机械能。
3.摩擦力做功与生热的问题在具体问题中的应用摩擦力做功与生热的问题在具体问题中的应用，是高考中一个重要的知识点，尤其在多个物体的相互作用和物体间的复杂作用中出现的频率教高，而且对于这一部分的考查要求很高，以下就根据具体的习题加以分析。
3.1在水平滑块与木板之间的应用如图五所示,质量为m 的木板,以速度v 在光滑的水平面向左运动,一质量为m 的小木块以同样大小的速度从木板左端向右运动,若它们之间的滑动摩擦因数为µ,求木块能在木板上滑动多远? 分析与解答：将木板与木块视为系统,此系统动量为零,根据动量守恒可知,当小木块相对于木板静止时,木块静止,则转化为内能的机械能为：21mv 2+21mv 2=µmgs木块在木板上滑行的距离为s ：s=v 2/µg3.2 在传送带问题中的应用 如图六所示，水平传送带AB 长L=8.3m,质量为M=1kg 的木块随传送带一起以v 1=2m/s 的速度向左匀速运动(传送带的速度恒定) ,木块与传送带间的动摩擦因数µ=0.5,当木块运动至最左端A 点时,一颗质量为m=20kg 的子弹以 v 0=300m/s 水平向右的速度正对射入木块并穿出,穿出速度u=50m/s,以后每隔1s 就有一颗子弹射向木块,设子弹射穿木块的时间极短,且每次射入点各不相同,求:m在被第二颗子弹击中前,木块向右运动离A 点的最大距离?木块在传送带上最多能被多少子弹击中?从第一颗子弹射中木块到木块最终离开传送带的过程中,子弹、木块和传送带这一系统所产生的热能是多少？（g=10m/s 2）分析与解答：第一颗子弹射木块的过程中动量守恒，得：mv 0-Mv 1=mu+Mv 2， v 2=3m/s木块向右做减速运动，加速度为：a=µg=5m/s木块速度减小到零所用的时间为t 1:t 1= v 2/a=0.6s<1s所以木块在被第二颗子弹击中前向右运动离A 点最远时,速度为零,移动距离为s 1=v 22/2a=0.9m(2)在第二颗子弹射入木块前,木块再向左做加速运动,时间为t 2=1s-0.6s=0.4s,速度增加为v 3=at 2=2m/s(恰好与传送带同速),向左移动的位移为s 2=21at 22=0.4m,所以两颗子弹射中木块的时间间隔内,木块总位移为s 0= s 1-s 2 =0.5m,方向向右.第16颗子弹击中后,木块将会再向右先移动0.9m,总位移为0.9m+7.5m=8.3m>8.3m.木块从B 断落下,所以木块在传送带上最多能被16颗子弹击中.(3)第一颗子弹击中穿出过程中产生的热量为Q 1=21mv 02+21Mv 12-21mu 2-21M v 22木块向右减速运动过程相对传送带的位移为s 3= v 1t 1+s 1,产生的热量为Q 2=µmgs 3,木块向左加速运动过程中相对传送带的位移为s 4=v 1t 2-s 2,产生的热量为Q 3=µmgs 4,第16颗子弹射入后木块滑行时间为t 3,v 2t 3-21at 32=0.8, t 3=0.4s.木块与传送带的相对位移为s 5=v 1t 3+0.8,图六产生的热量为Q 4=µmgs 5,全过程中产生的热量为:Q=15（Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３）＋Ｑ１＋Ｑ４＝１４１５５．５Ｊ．3．3在复杂物理过程中的应用如图，长木板ab 的b 端固定一档板，木板连同档板的质量为M=4.0kg ，a 、b 间距离s=2.0m 。
木板位于光滑水平面上。
在木板a 端有一小物块，其质量m=1.0kg ，小物块与木板间的动摩擦因数10.0=μ，它们都处于静止状态。
现令小物块以初速s m v /0.40=沿木板向前滑动，直到和档板相撞。
碰撞后，小物块恰好回到a 端而不脱离木板。
求碰撞过程中损失的机械能。
解析：设木块和物块最后共同的速度为v ，由动量守恒定律vM m mv )(0+= ① 设全过程损失的机械能为E ，220)(2121v M m mv E +-= ②用s 1表示从物块开始运动到碰撞前瞬间木板的位移，W 1表示在这段时间内摩擦力对木板所做的功。
用W 2表示同样时间内摩擦力对物块所做的功。
用s 2表示从碰撞后瞬间到物块回到a 端时木板的位移，W 3表示在这段时间内摩擦力对木板所做的功。
用W 4表示同样时间内摩擦力对物块所做的功。
用W 表示在全过程中摩擦力做的总功，则W 1=1mgs μ ③W 2=)(1s s mg +-μ ④W 3=2mgs μ- ⑤W 4=)(2s s mg -μ ⑥W=W 1+W 2+W 3+W 4 ⑦用E1表示在碰撞过程中损失的机械能，则E 1=E －W ⑧由①—⑧式解得mgs v M m mM E μ221201-+= ⑨代入数据得E 1=2.4J ⑩以上是根据逐一的分析物体在分过程中运动情况，从求解在不同的位移中，摩擦力做功的总代数和来突破的，但笔者认为本题有更简捷的思路：另解：根据能量守恒定律得：全过程损失的总机械能为E ，一部分在碰撞过程中损失即E1，另一部分转化为内能Ｑ，其中转化为内能部分内能的量值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，从初始物块开始运动到恰好回到a 端而不脱离木板的全过程中，相对位移为2s ，即内能可求； 设木块和物块最后共同的速度为v ，由动量守恒定律v M m mv )(0+= ①设全过程损失的机械能为E ，220)(2121v M m mv E +-= ②根据能量守恒定律：E=E 1+Q ； ③Ｑ＝f 滑动．S 相对=2μmgs ④由①—⑤式解得的答案是相同的，E1=2.4J 。
点评：这两道综合题主要考查的是对有关摩擦力做功与产生热能的理解，对于生热的求解，关键理解转化为内能的量值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积即：Ｑ＝f 滑动．S 相对，掌握这一点，问题就会迎刃而解了，在一些复杂物理过程，灵活应用，会起到事半功倍的效果。