摩擦力做功与摩擦生热的区别和联系
摩擦生热与摩擦力做功到底有何关系？
摩擦生热与摩擦力做功到底有何关系？
物理学习问题
学生问题：王老师您好，请问摩擦生热到底是什么？
摩擦生热与摩擦力做功到底有何关系？两者不是一回事儿吗？
王尚老师答疑
您好，这是教材必修2的物理学习内容。
摩擦力做功，和摩擦生热是截然不同的概念。
前者，指的是功；后者，指的是一种能量。
（1）摩擦力对某物体做功，就是根据功的表达式W=Fs来计算，只不过这里的F变成了摩擦力f。
（2）摩擦生热的公式是：Q=f△x；
上述公式中，Q就是摩擦生热，代表的是一种能量，单位是J。
f指的是滑动摩擦力，f=μN。
△x 指的是两个物体之间的相对位移。
另外需要强调的是，做功的公式W=Fs中，s指的是研究对象相对地面的位移。
这与摩擦生热中的△x的含义是截然不同的，△x指的是两物体间的相对位移。
当两个相互接触的物体，其中的一个没有发生运动时，位移和相对位移就相等了。
比如，一个木块在静止的桌面上滑动。
此时的木块的位移s等于两者的相对位移△x。
这种情况下，摩擦力做的功的绝对值fs（注意是做负功的），就等于摩擦生热的数值f△x。
就是因为这种特殊的情况下，两者的数值是一样的，导致同学们容易误解，认为摩擦力做功永远等于摩擦生热。
同学们要知道，这样的理解不对的。
学生反馈：多谢您，写的很清晰，我基本上搞懂了，很感谢您的指点，我再好好看看您的解
释。
王尚老师：好的，您在结合教材必修1中讲到的滑动摩擦力来理解。
摩擦力做功和摩擦生热的关系
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。
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。
摩擦力做功和产生热能的关系
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。
传送带摩擦力做功和摩擦生热的关系
传送带摩擦力做功和摩擦生热的关系摩擦力是物体接触面之间的相互作用力，当物体在接触面上相互移动时，就会产生摩擦力。
这种力量可以对物体运动和能量转移产生影响。
因此，摩擦力是一个十分重要的物理概念。
在传送带上，摩擦力的作用不仅仅是让物体保持相对静止，还可以通过摩擦力做功来改变物体的动能。
当传送带运动，物体在传送带上移动时，摩擦力会对物体施加一个与传送带方向相反的力，以使物体保持相对静止。
同时，摩擦力也会产生热量，这种现象被称为摩擦生热。
在传送带上，摩擦力做功的大小取决于物体的质量、传送带的速度和摩擦系数。
如果物体的质量较大，需要更大的力来克服摩擦力，那么摩擦力做功的大小就会更大。
如果传送带的速度很快，那么摩擦力做功的大小也会增加。
此外，摩擦系数也是影响摩擦力做功大小的重要因素。
摩擦系数越大，摩擦力就越大，摩擦力做功的大小也就越大。
除了做功，摩擦力还会产生热量。
当物体在传送带上移动时，摩擦力会对物体施加一个与传送带方向相反的力，以使物体保持相对静止。
这个力量会产生热量，使物体和传送带表面的温度升高。
当物体长时间处于传送带上时，由于摩擦力的不断作用，物体和传送带的温度会不断上升，直到达到一个平衡状态。
摩擦生热现象在生活中也有着广泛的应用。
例如，当我们用手擦拭一个物体时，由于手的摩擦力产生了热量，我们会感受到物体表面的温度升高。
此外，在机械制造和工业生产中，摩擦生热现象也有着十分重要的应用。
例如，在机器的传动系统中，由于零件之间的摩擦力产生热量，可以起到润滑和保护机器的作用。
摩擦力的做功和摩擦生热是物理学中重要的概念。
在传送带上，摩擦力不仅可以使物体保持相对静止，还可以通过摩擦力做功来改变物体的动能。
同时，摩擦力也会产生热量，这种现象被称为摩擦生热。
在生活和工业生产中，摩擦生热现象也有着广泛的应用。
摩擦生热问题的深度剖析
［中图分类号］ G633.7
［文献标识码］ A
［文章编号］ 1674-6058（2022）02-0035-04
日常生活中有很多实例与摩擦生热有关，如两
中，小物块增加的机械能。
个手掌相互摩擦时手掌发热等，且相关问题常涉及
笔者在讲授完这道题后，有一位学生提出了这
摩擦生热的计算。分析近几年的高考物理试题发
样一个问题：传送带施加给小物块的摩擦力对小物
现，摩擦生热问题备受命题者青睐。因此，摩擦生
块做的功为什么等于小物块机械能的增加量，而
热问题是中学阶段的热点问题。摩擦生热与摩擦
不等于小物块机械能和热能的总和，即总能量的
1
增加量 W = mv2 + mgL· sin 30° + Q = 255 J + 15 J =
等于相互摩擦的两个物体间一对滑动摩擦力做功
之和的绝对值，即 Q = | W f + W f' | = f x 相。这也提供
了两种摩擦生热问题的解决方法——能量法和摩
擦力做功法。
应用能量法解决摩擦生热问题需要先求出相
互摩擦系统的初始机械能和终了机械能，然后计算
出系统机械能的减少量，此减少量即为系统因摩擦
2 μg
相同。
对位移则较为简单，即 x =
平方向的传送带以恒定的速
初速度 v 相
［例 1］如 图 3 所 示 ，一 水
度 v = 2 m/s 沿 顺 时 针 方 向 匀
速转动，传送带右端固定着一
图3
光滑的四分之一圆弧面轨道，并与弧面下端相切。
一质量为 m = 1 kg 的物块自圆弧面轨道的最高点
由静止滑下，圆弧面轨道的半径 R = 0.45 m，物体与
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。
做功的两个必要因素
做功的两个必要因素
作用在物体上的力和物体沿力的方向通过的距离是做功的两个必要因素。
1.当一个力作用在一个物体上，并使其沿力的方向通过一段距离时，在力学上说，该力对该物体做了功。
做功是一个能量从一种形式转化为另一种形式的过程。
自然界中不同形式的能量对应着不同形式的运动：物体的运动有机械能，分子的运动有内能，电荷的运动有电能，原子核内部的运动有原子能，等等。
2.物体受到一个力的作用，但没有通过距离，这个力对物体不做任何工作。
例如，一个人推着一辆大卡车，但没有推动它；一个人拿着一袋大米站着不动，没有任何力量对物体做任何事情。
不同形式的能量可以相互转化。
"摩擦生热"是通过克服摩擦做功，将机械能转化为内能；水壶里的水沸腾时，蒸汽对壶盖做功，掀开壶盖，说明内能可以转化为机械能。
3.物体通过的距离与它受力的方向是垂直的。
虽然这种情况下，物体也会通过一定的距离，但这个距离不是受力方向的距离，这个力就不起作用了。
例如，如果一个人在水平面上推小车，重力方向是垂直向下的，小车通过的距离，但不是重力方向的距离，所以重力对小车不起作用。
摩擦力做功与摩擦生热的区别和联系
摩擦力做功与摩擦生热的区别和联系摩擦力做功与摩擦生热的区别和联系湖北省恩施高中陈恩谱一、功和热的区别功是功——力对空间的积累效应，热是能量——相互摩擦的两个物体内能的增加量。
二、计算式中位移/路程的区别功的计算式中的l是力直接作用在其上的物体对地的位移，而摩擦生热时产生的热量W?Flcos?Q?Fs中的s是两个相互接触的物体间相对滑动的路程。
相对f相对三、两者关系v01、推导过程：x2v2s相对x1v1如图所示，木板M静止在光滑水平地面上，其上表面粗糙，一滑块从其左端已某一速度v向右滑上木板，经过一段时间，木板对地位移为x1，末速度为v1，滑块对地位移为x2，末速度为v2，则由动能定理，有12摩擦力对木板做正功，对应木板动能变化：Fx?Mv?0f1121122摩擦力对滑块做负功，对应滑块动能变化：?Fx?mv?mvf22022111222由能量守恒，有该过程摩擦产生的热量为：Q?mv?(Mv?mv)012222三式联立，得到：Q?F(x?x)?Fs，其中s=x?xf21f21相对相对2、两者关系：从前述推导过程可看出摩擦力的功和摩擦生热两者之间的本质性区别。
若从能量角度作一分析，则可这样分析，即：摩擦力对滑块做负功，将能量“拿来”，使滑块动能减少；摩擦力对木板做正功，将能量“送走”，使木板动能增加；但是由于x?x，所以“拿来”的能量多于“送走”21的能量——这没有送走的部分就是两者共有的内能增量——热量。
四、相关结论1、一对滑动摩擦力做的总功为负功：W?W?W?Fx?(?Fx)??F(x?x)??Fs??Q总12f1f2f21f相对2、水平传送带匀速运动，将物块无初速度放到传送带上，则物块动能增加量数值等于该过程的摩擦生热：v12物块位移为x?t，摩擦力对物块做的功等于物块动能增加：Fx?mv?01f12212传送带位移为x?vt?2x，则摩擦生热Q?Fs?F(x?x)?Fx?mv。
21ff21f1相对23、相对滑动路程的计算：如果两物体的相对运动是单向直线运动，则可直接用两物体的位移求差；如果相对运动是往返运动，则必须分段求解相对滑动位移，然后绝对值相加。
摩擦力做功和摩擦生热之间有什么关系？
摩擦力做功和摩擦生热之间有什么关系？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：摩擦力做功和摩擦生热之间有什幺关系？】答：摩擦力做功与摩擦生热是截然不同的两个概念，摩擦力做功满足做功的概念，就是普通的做功过程，而摩擦生热，指的是两个物体借助于摩擦力将自身的能量（如动能）转化为热能的过程。
摩擦力做功的计算式就是功的最基本计算式：w=fx，x是相对于地的位移，而后者计算式为：q=fd，d是两个物体间的相对位移。
【问：什幺是反电动势？】答：当电动机高速转动时，线圈中磁通量会发生改变，产生感应电动势，这个电动势总要削弱原来电源的电动势的作用（反向），我们把这个电动势称为反电动势。
【问：通过v-t图能知道哪些数据？】答：从速度与时间图像（v-t图）中，我们可以读出质点在某时刻的速度大小及其方向，某点的加速度值（斜率大小）与方向，某段时间里的位移（阴影部分的面积的代数和）。
【问：发生全反射现象有何条件？】答：发生全反射现象的条件有两个，依次是：1，由光密射向光疏介质（边界）；2，入射角大于等于临界角。
提醒同学们，第一点尤其容易忘记。
【问：怎样提高答题速度？】答：做物理题速度很关键，提高需要多在平时锻炼。
在这里给你分享一个好方法：建议你做作业时给自己限定好时间，严格要求自己比如，今天的这十道物理题，我就要在8：00-8：30做完。
平时多去锻炼，考场上才能把速度提起来。
以上摩擦力做功和摩擦生热之间有什幺关系？由小编整理，希望能够帮助同学解决一。
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。
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．
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。
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．。
滑动摩擦力做功与摩擦生热的关系
滑动摩擦力做功与摩擦生热的关系1. 引言大家好，今天我们来聊聊一个有趣的话题——滑动摩擦力和它是怎么变热的。
可能有人会想，这听起来有点无聊，但别急，咱们慢慢聊，保证让你明白这个科学道理背后的“热”情。
2. 摩擦力的基本概念2.1 摩擦力是什么？首先，摩擦力就是当你拖拉一个东西时，阻碍你移动的那个力。
就好比你在地上推着一个箱子，感觉像是有一只无形的手在抵抗你。
你用的力气越大，摩擦力也就越大，正所谓“力大无穷”。
2.2 摩擦力的分类摩擦力主要分为静摩擦和滑动摩擦。
静摩擦就像是你试图推动一辆重车，它不动；滑动摩擦则是在你成功推动车子后，车轮和地面之间的摩擦。
简而言之，前者是“静止不动”的抵抗，后者是“移动中的较量”。
3. 滑动摩擦力做功3.1 摩擦力做功的过程当你推那个箱子时，你在做功。
这时的摩擦力也在做功。
你想想，推得越用力，摩擦力产生的反作用就越大，结果就是你用力得越多，摩擦力就越“执着”。
这就是摩擦力做功的原理，简单吧？就像打游戏，敌人越强，你得越努力。
3.2 摩擦力与热量的关系那么，摩擦力做功的结果是什么呢？没错，就是热量！你推的越久，箱子底下的摩擦面就越热。
想象一下，像冬天里你用手搓热手心一样，摩擦力就像是那双热乎乎的手，源源不断地把能量转化为热能。
4. 摩擦生热的实际案例4.1 日常生活中的例子大家有没有试过在滑冰场滑冰？一开始，你可能觉得风驰电掣，但滑着滑着，冰面会越来越滑，甚至有点发热。
原因就是摩擦力在那儿默默地把你滑行的能量转化成热量。
这就像是滑冰场上的“秘密武器”，让你时刻保持那种“冰冷”的状态。
4.2 运动与摩擦的亲密关系再说说运动员们，特别是那些田径运动员，跑步时的摩擦力就是他们的好朋友。
跑鞋和跑道之间的摩擦力帮助他们加速，但与此同时，也会让鞋底发热，甚至在激烈比赛后，鞋底可能就像被炭火烤过一样！这可是能量转化的经典例子，既有功夫又有热量，简直是“两全其美”。
5. 结论摩擦力的存在就像是生活中的调味料，虽然平常不太被注意，但却是不可或缺的。
关于摩擦力作功与摩擦生热的分析
关于摩擦力作功与摩擦生热的分析
张红燕;亚森江·吾甫尔
【期刊名称】《中国科教创新导刊》
【年(卷),期】2012(000)016
【摘要】摩擦力在力学中占有很重要的地位,在学习力学时很多人会对摩擦力作功和摩擦生热的概念产生误解,本文通过实例说明只有一对摩擦力的作用力与反作用力作功之和不为零才有部分动能转为热;若为零,则没有热产生.
【总页数】1页(P60)
【作者】张红燕;亚森江·吾甫尔
【作者单位】新疆大学物理科学与技术学院新疆乌鲁木齐 830046;新疆大学物理科学与技术学院新疆乌鲁木齐 830046
【正文语种】中文
【中图分类】O313.5
【相关文献】
1.滑动摩擦力做功与摩擦生热分析 [J], 赵晓艳
2.小物和小理的物理对话录(83)——摩擦力做功与摩擦生热分析 [J], 晁蒙;孟卫东
3.对摩擦力作功问题中一个谬误的分析 [J], 张延杰
4.对摩擦力作功与摩擦生热的量度的认识 [J], 朱佩新
5.在能量转化问题中对滑动摩擦力作功的分析 [J], 崔砚生
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摩擦力做功与摩擦生热的区别和联系
湖北省恩施高中陈恩谱
一、功和热的区别
功是功——力对空间的积累效应，热是能量——相互摩擦的两个物体内能的增加量。
二、计算式中位移/路程的区别
功的计算式cos W Fl α=中的l 是力直接作用在其上的物体对地的位移，而摩擦生热时产生的热量f Q F s =相对中的s 相对是两个相互接触的物体间相对滑动的路程。
三、两者关系
1、推导过程：如图所示，木板M 静止在光滑水平地面上，其上表面粗糙，一滑块从其左端已某一速度v 0向右滑上木板，经过一段时间，木板对地位移为x 1，末速度为v 1，滑块对地位移为x 2，末速度为v 2，则由动能定理，有摩擦力对木板做正功，对应木板动能变化：211102f F x Mv =
-摩擦力对滑块做负功，对应滑块动能变化：222201122f F x mv mv -=-由能量守恒，有该过程摩擦产生的热量为：222012111()222
Q mv Mv mv =-+三式联立，得到：21()f f Q F x x F s =-=相对，其中21=s x x -相对2、两者关系：
从前述推导过程可看出摩擦力的功和摩擦生热两者之间的本质性区别。
若从能量角度作一分析，则可这样分析，即：摩擦力对滑块做负功，将能量“拿来”，使滑块动能减少；摩擦力对木板做正功，将能量“送走”，使木板动能增加；但是由于21x x >，所以“拿来”的能量多于“送走”的能量——这没有送走的部分就是两者共有的内能增量——热量。
四、相关结论
1、一对滑动摩擦力做的总功为负功：
121221()()f f f f W W W F x F x F x x F s Q
=+=+-=--=-=-总相对2、水平传送带匀速运动，将物块无初速度放到传送带上，则物块动能增加量数值等于该过程的摩擦生热：物块位移为12v x t =，摩擦力对物块做的功等于物块动能增加：21102f F x mv =-传送带位移为212x vt x ==，则摩擦生热22111()2f f f Q F s F x x F x mv ==-==相对。
3、相对滑动路程的计算：如果两物体的相对运动是单向直线运动，则可直接用两物体的位移求差；如果相对运动是往返运动，则必须分段求解相对滑动位移，然后绝对值相加。
说明：本文收录于陈恩谱老师《物理原来可以这样学》2019年6月第三次修订版。