摩擦力做功的特点解析
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.Scos B ,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、E,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。
物理摩擦力知识考点总结
物理摩擦力知识考点总结(实用版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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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。
静摩擦力做功的特点
静摩擦力做功的特点
静摩擦力是指在物体表面接触处,当两个物体相对运动或尝试相对运动时,由于表面间的不规则性而产生的阻力。
当物体相对运动时,静摩擦力阻碍了物体的运动,并且在某些情况下可以做功。
以下是静摩擦力做功的特点:
1.只有在物体没有相对滑动时,静摩擦力才能做功。
当物体开
始移动时,摩擦力转变为滑动摩擦力,其方向与运动方向相反,并且不再做功。
2.静摩擦力做功的大小取决于物体之间的相对运动尝试程度。
如果施加在物体上的外力大于静摩擦力,则物体会继续保持静止。
在这种情况下,静摩擦力与外力大小相等,做正功,即朝着施加外力的方向做功。
如果施加的外力小于或等于静摩擦力,则物体仍然保持静止,静摩擦力不做功。
3.静摩擦力的功与位移成正比。
如果物体通过外力施加的力量
克服了静摩擦力,并且发生位移,那么静摩擦力所做的功就等于摩擦力乘以物体的位移。
4.静摩擦力的功可以使能量转化。
当物体受到静摩擦力做功时,
它的机械能会发生变化。
如果外力施加的功大于静摩擦力所做的功,物体的机械能增加;如果外力施加的功小于静摩擦力所做的功,物体的机械能减小。
静摩擦力的功也可能转化为其他形式的能量,例如热能。
总之,静摩擦力做功的特点包括:只在物体没有相对滑动时产
生,大小与物体间的相对运动尝试程度有关,与位移成正比,可以使能量转化。
了解这些特点有助于我们理解静摩擦力对物体运动的作用和能量转化的过程。
滑动摩擦力做功特点
滑动摩擦力做功特点
滑动摩擦力做功的特点包括以下几个方面:
1. 方向性:滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相反。
当物体沿着滑动方向运动时,摩擦力的方向与物体的运动方向相反,因此滑动摩擦力做的功通常是负功。
2. 功率与速度的关系:滑动摩擦力做功的大小与物体的速度有关。
根据摩擦力的公式F = μN,其中F为摩擦力,μ为摩擦系数,N为物体受力面的压力,可以看出摩擦力与物体之间的垂直压力成正比。
随着物体速度的增加,垂直压力也会增加,从而导致滑动摩擦力的增大。
3. 能量转化:滑动摩擦力做功时,将物体的机械能转化为热能。
由于滑动摩擦力会使物体表面的分子发生热运动,这部分能量被转化为了热能而不是作为有用的机械能。
4. 能量损失:滑动摩擦力做功时,由于能量的转化与热量的损失,会导致能量的损耗。
这也是为什么滑动摩擦力做的功通常是负功的原因之一。
5. 与速度无关:滑动摩擦力做功与物体的速度并不完全成比例。
虽然滑动摩擦力随着速度的增加而增大,但其增长并不是严格线性的,而是存在阈值。
当速度超过一定阈值时,滑动摩擦力的增长趋势会变得平缓。
总之,滑动摩擦力做功通常是负功,能量会转化为热能并存在能量损耗,且其大小与物体的速度有关。
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。
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相互作用的摩擦力是一种常见的力,它是由两个物体相对运动或者因运动而试图相对运动时产生的阻碍力。
当两个物体之间存在相互作用的摩擦力时,这些力会对物体产生功。
下面将详细探讨相互作用的摩擦力做功的特点。
摩擦力是相互作用力之一,是由物体之间的表面接触带来的。
相互作用的摩擦力有两种常见的类型:静摩擦力和动摩擦力。
静摩擦力是指两个物体相对静止且试图相对运动时产生的阻碍力,动摩擦力则是指两个物体相对运动时产生的阻碍力。
首先,相互作用的摩擦力做功是有限制的。
当两个物体相对运动或者试图相对运动时,摩擦力会阻碍物体的运动,并产生与运动方向相反的力。
假设一个物体在沿着水平方向运动,受到了摩擦力的阻碍。
由于摩擦力与运动方向相反,所以物体的速度会减小。
随着速度的减小,摩擦力的大小也会减小,直到两者达到平衡。
其次,摩擦力做功时,功的大小与物体的位移有关。
功是力和位移的乘积,当物体受到的摩擦力不变时,物体移动的距离越大,摩擦力所做的功就越大。
这是因为力和位移都是矢量量,相互的乘积和求积会产生一个矢量量。
另外,摩擦力做功时的功率是有限制的。
功率是功对时间的比值,描述了单位时间内所做的功。
摩擦力所做的功越大,其所需的时间也就越长。
这是因为相互作用的摩擦力通常带有较大的阻碍性质,需要更长的时间才能将物体从一个位置移动到另一个位置。
此外,摩擦力做功时会产生热能。
摩擦力会导致物体表面的摩擦区域产生热量,这是由于运动的摩擦表面之间摩擦力的互相作用所形成的。
这部分热能以热量的形式被释放出来,同时也导致摩擦表面的温度升高。
最后,摩擦力做功时会损耗机械能。
由于摩擦力的存在,物体在移动过程中会损耗一定的机械能。
这是由于摩擦力将一部分作用于物体的机械能转化为热能而引起的。
这种机械能的损耗使得物体在移动过程中逐渐减速,最终停止。
总之,相互作用的摩擦力做功具有以下特点:有限制、与位移相关、功率有限制、产生热能、损耗机械能。
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。
摩擦力做功的特点
摩擦力做功的特点
以下是 7 条关于摩擦力做功特点的内容:
1. 嘿,你知道吗?摩擦力做功有时可真是让人又爱又恨啊!就好比你在冰面上走路,滑溜溜的很难前进,这就是摩擦力小导致它做功少呀!摩擦力做功的一个特点就是,它的大小和方向都挺复杂呢!
2. 哇塞,想想看啊,当你推一个很重的箱子,使出浑身力气它才慢慢动起来,这就是摩擦力在“作祟”呀!摩擦力做功还跟接触面的粗糙程度有很大关系哦,这就好像在爬山时,陡峭的路走起来就费劲,就像摩擦力做功大一样!
3. 哎呀呀,你有没有发现啊,摩擦力做功有时候能帮大忙呢!像刹车的时候,没有摩擦力做功车子怎么停下来?它就像是个默默守护的“小卫士”!但有时候它又很“调皮”,消耗好多能量呢!比如一部机器的零件摩擦久了会发热,这不就是摩擦力做功在“捣蛋”嘛?
4. 嘿,你想啊,骑自行车的时候,轮子和地面的摩擦力做功让车子前进,多神奇呀!摩擦力做功会让物体的能量发生变化,这不是像一个神奇的“魔法”在起作用吗?
5. 哦哟,有些时候呢,摩擦力做功能成就一些美好的事情哦,比如你能稳稳地站在地上,就是摩擦力在好好工作,让它做功呀!但要是没有控制好,它也可能带来麻烦,就好像在一些光滑的表面容易滑倒,就是它在“捣乱”啦!
6. 哈哈,你说摩擦力做功是不是很有个性呀!有时你需要它,有时又想摆脱它。
就好比走路和滑冰,一个靠它前进,一个想减少它,多有趣的“两面派”啊!
7. 瞧瞧,摩擦力做功就是这样特别呢!时而让人高兴,时而让人烦恼。
说它简单吧,又挺复杂;说它复杂吧,又在生活中无处不在。
它就是这么神奇呀!总之,摩擦力做功既有好处又有坏处,关键看我们怎么利用和应对它啦!。
滑动摩擦力做功的特点
滑动摩擦力做功的特点1.反向效应:滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反。
当物体沿着水平面滑动时,摩擦力的方向与物体的运动方向相反,阻碍物体的运动;当物体沿斜面滑动时,摩擦力的方向仍然是与物体相对运动的方向相反。
这个特点表明滑动摩擦力总是消耗物体的动能,使其减速或停止运动。
2.功的大小与物体的滑动距离成正比:滑动摩擦力所做的功等于滑动摩擦力的大小与物体滑动的距离的乘积。
也就是说,当物体受到相同大小的摩擦力作用时,物体滑动的距离越大,所做的功就越大。
这意味着滑动摩擦力所做的功与摩擦力的大小、物体的质量和摩擦系数有关。
3.功的大小与物体的速度无关:滑动摩擦力所做的功与物体的速度无关。
这是因为滑动摩擦力是与物体相对运动的速度无关的,只与物体之间的接触面积和材料的特性相关。
所以,无论物体的速度增加还是减小,滑动摩擦力所做的功不会发生变化。
4.能量转化:滑动摩擦力的主要作用是将物体的动能转化为热能。
当物体滑动时,滑动摩擦力会将物体的动能转化为热能,使物体的温度升高。
这种能量转化是不可逆的,意味着无法将热能重新转化为动能。
5.减速与损耗:滑动摩擦力会使物体受到减速,并逐渐停止。
由于滑动摩擦力不断消耗物体的动能,物体会逐渐减速直至停止。
这使得滑动摩擦力成为减速和停止物体运动的重要因素。
总结起来,滑动摩擦力在物体滑动过程中所做的功与摩擦力的大小和物体滑动距离成正比,与物体的速度无关。
滑动摩擦力主要转化物体的动能为热能,减速并最终停止物体的运动。
这些特点使得滑动摩擦力成为各种实际应用中需要考虑的重要因素,如动力机械的设计和运动物体的摩擦减少等。
关于摩擦力的功
关于摩擦力的功1.静摩擦力做功的特点(1)静摩擦力可以对物体做正功,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,静摩擦力起着传递机械能的作用,只有机械能的相互转移,而没有机械能转化为其他形式的能.2.滑动摩擦力做功的特点(1)滑动摩擦力可以对物体做正功,也可以做负功,还可以不做功.(2)相互摩擦的系统内,一对滑动摩擦力所做的功总为负值,其绝对值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积,且等于系统损失的机械能.(3)一对滑动摩擦力做功的过程,能量的转化有两种情况:①相互摩擦的物体间机械能的转移.②机械能转化为内能.(4)滑动摩擦力、空气阻力等,在曲线运动或者往返运动时,所做的功等于力和路程的乘积.对功率的理解及应用1.P=Wt,此式求出的是t时间内的平均功率,当然若功率一直不变,亦为瞬时功率.2.P=Fv•cos α,即功率等于力F、运动的速度v以及力和速度的夹角α的余弦的乘积.当α=0时,公式简化为P=F•v.3.机车以恒定功率启动或以恒定加速度启动(1)P=Fv指的是牵引力的瞬时功率.(2)依据P=Fv及a=F-Ffm讨论各相关量的变化,最终状态时三个量的特点:P=Pm,a =0(F=Ff),v=vm.要点四关于功能关系及能量守恒的应用问题1.一个物体能够对外做功,就说它具有能量.能量的具体值往往无多大意义,我们关心的大多是能量的变化量.能量的转化是通过做功来实现的,某种力做功往往与某一具体的能量变化相联系,即所谓功能关系.常见力做功与能量转化的对应关系可用下面的示意图表示:2.功是能量转化的量度即某种力做了多少功,就一定伴随着有多少相应的能量发生了转化.3.能量转化与守恒定律:ΔE减=ΔE增.4.能量守恒是无条件的,利用它解题一定要明确在物体运动过程的始末状态间有几种形式的能在相互转化,哪些形式的能在减少,哪些形式的能在增加.5.系统内一对滑动摩擦力的总功W总=-Ff•l相对在数值上等于接触面之间产生的内能.要点五关于机械能守恒定律及其应用问题1.判断机械能是否守恒的方法(1)方法一:用做功来判定——对某一系统,若只有重力和系统内弹力做功,其他力不做功,则该系统机械能守恒.(2)方法二:用能量转化来判定——若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化,则物体系统机械能守恒.2.机械能守恒定律的表达式(1)E1=E2系统原来的机械能等于系统后来的机械能.(2)ΔEk+ΔEp=0系统变化的动能与系统变化的势能之和为零.(3)ΔEA增=ΔEB减系统内A物体增加的机械能等于B物体减少的机械能.第一种表达式是从“守恒”的角度反映机械能守恒,解题时必须选取零势能面,而后两种表达式都是从“转化”的角度来反映机械能守恒,不必选取零势能面.3.机械能守恒定律应用的思路(1)根据要求的物理量,确定研究对象和研究过程.(2)分析外力和内力的做功情况或能量转化情况,确定机械能守恒.(3)选取参考面,表示出初、末状态的机械能.(4)列出机械能守恒定律方程及相关辅助方程.(5)求出未知量.。
斜面上摩擦力做功的特点及应用
斜面上摩擦力做功的特点及应用斜面上的摩擦力是指当物体在斜面上运动或试图运动时,斜面对物体施加的抵抗运动的力。
摩擦力是由物体之间的接触面之间的粗糙程度决定的,它可以阻碍物体在斜面上滑动或滚动。
在斜面上,摩擦力可以对物体做功,从而改变物体的动能。
摩擦力做功的特点主要有以下几个方面:1. 功与位移方向相反:斜面上的摩擦力始终与物体的运动方向相反,所以摩擦力所做的功始终与物体的位移方向相反。
这是因为摩擦力的方向总是阻碍物体的运动,使物体减速或停止。
2. 功与摩擦力大小成正比:摩擦力所做的功与摩擦力的大小成正比。
当斜面上的摩擦力较大时,它对物体所做的功也较大;反之,当摩擦力较小时,所做的功也较小。
3. 功与物体在斜面上的高度变化有关:当物体沿斜面下滑时,它的高度会不断减小,而斜面上的摩擦力所做的功正是将物体的动能转化为势能。
因此,物体在下滑过程中的高度变化越大,摩擦力所做的功也就越大。
斜面上摩擦力做功的应用十分广泛,以下是一些常见的应用场景:1. 刹车系统:汽车、自行车等交通工具的刹车系统利用斜面上的摩擦力做功来减速或停止运动。
当刹车踏板被踩下时,刹车片与刹车盘之间的摩擦力会将车辆的动能转化为热能,从而实现刹车效果。
2. 斜面运动:滑雪、滑板等运动中,运动员利用斜面上的摩擦力做功来调整速度和方向。
通过控制身体的重心和斜面的倾斜度,运动员可以在斜面上获得所需的摩擦力,从而实现加速、减速或转向。
3. 倾斜平台:某些工业场景中,需要将物体从低处抬升到高处,但由于物体较重且体积较大,无法通过直接抬起。
此时可以使用倾斜平台,通过斜面上的摩擦力做功,将物体从低处推到高处。
4. 滚动阻力:斜坡上滚动的物体会受到斜面上的摩擦力的阻碍,这种摩擦力会将物体的动能转化为热能,使物体减速。
这一原理被广泛应用于滚动轴承、滚筒输送机等设备中,用于控制物体的速度和运动。
斜面上的摩擦力做功的特点是与位移方向相反,与摩擦力大小成正比,与物体在斜面上的高度变化有关。
斜面上摩擦力做功的特点和推广应用
斜面上摩擦力做功的特点和推广应用
一、斜面上摩擦力做功的特点
1. 斜面上的物体受到重力和斜面法向力的作用,同时也受到摩擦力的阻碍。
2. 当物体在斜面上运动时,摩擦力始终与物体运动方向相反,并且大小随着物体运动的速度和斜面角度的变化而变化。
3. 斜面上摩擦力做功的特点是摩擦力始终阻碍物体运动,并减少了物体的动能,同时使物体的机械能逐渐转化为热能,最终以热能的形式散失到周围环境中。
4. 斜面上的摩擦力做功量由于摩擦力的大小和物体在斜面上移动的距离而不同。
二、斜面上摩擦力做功的推广应用
1. 斜面上摩擦力做功可以应用于机械能的转换,在机械工程领域中有广泛的应用。
例如,利用坡道或斜面将物体提升到高处,或将物体从高处移动到低处,可将势能转化为动能或反之,从而实现机械能的转换。
2. 斜面上摩擦力做功还可以应用于制动系统中。
例如,汽车的制动系统利用摩擦力产生制动力,将车辆的动能转化为热能,从而实现车辆的停止。
3. 在科学实验中,斜面上摩擦力做功可以用于测量物体的动能和摩擦力的大小。
例如,利用斜面实验测量汽车刹车摩擦系数,通过实验得
到摩擦系数的大小,可为制动系统的设计和升级提供理论基础。
4. 斜面上摩擦力做功还可以用于能量转化中。
例如,利用坡道或斜面来蓄能,可以将机械能转化为电能,用于驱动电动汽车、制造储能装置等。
综上所述,斜面上摩擦力做功是机械能转换、制动系统、科学实验和能量转化等领域中广泛应用的原理和方法,对推动科技进步和提高生活质量具有重要作用。
斜面上摩擦力做功的特点及应用
斜面上摩擦力做功的特点及应用
斜面上的摩擦力是物体在斜面上运动时所受到的一种阻力,在物理学中具有重要的地位。
当物体沿着斜面运动时,摩擦力始终与物体运动的方向相反,由此可以计算出斜面上摩擦力所做的功。
下面我们来探讨一下斜面上摩擦力做功的特点与应用。
首先,斜面上摩擦力做功的特点是随着斜面角度的变化而变化。
当斜面的角度较小时,摩擦力所做的功非常小,甚至可以忽略不计。
而当斜面的角度增大时,摩擦力所做的功也相应增大,能够对物体的运动产生明显的影响。
其次,斜面上摩擦力做功的应用十分广泛。
例如在斜面上升降机、滑雪运动、汽车爬坡等方面都有重要的应用。
在这些应用中,我们需要计算出斜面上摩擦力所做的功以及对物体运动的影响,以便能够更好地进行设计和控制。
最后,斜面上摩擦力做功也可以被应用到机械能守恒定律的研究中。
根据机械能守恒定律,物体在斜面上运动时,斜面上摩擦力所做的功与物体的重力势能的变化量相等,因此可以通过计算斜面上摩擦力所做的功来研究物体的机械能守恒问题。
总之,斜面上摩擦力做功是物理学中的一个重要概念,具有广泛的应用价值。
我们需要充分认识其特点和应用,以便更好地进行研究和应用。
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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。
高中物理摩擦力做功的特点
一、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.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。
3.相互作用的系统内,一对静摩擦力所做功的代数和总为零。
二、滑动摩擦力做功的特点1.滑动摩擦力可以不做功若相对运动的两物体之一对地面静止,则滑动摩擦力对该物体不做功。
2.滑动摩擦力可以做正功如:货车车厢内放一木箱,货车突然加速,木箱相对货车向后滑动,但相对地面向前运动,则货车对木箱的滑动摩擦力做正功。
3.滑动摩擦力可以做负功如:货车车厢内放一木箱,货车突然加速,木箱相对货车向后滑动,但相对地面向前运动,则木箱对货车的滑动摩擦力对货车做负功。
4.相互作用的系统内,一对滑动摩擦力所做的功总不为零,其绝对值恰等于滑动摩擦力与相对位移的乘积,即等于系统损失的机械能。
5.一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的乘积。
三、斜面上摩擦力做功的特点模型:单个物体在斜面上滑动,不受其它外力作用时,滑动摩擦力做功Wf=-μGx(x为物体运动的水平位移)。
特点:①一个物体在斜面上滑动;②FN=mgcosα;③摩擦力为阻力;④摩擦阻力做功为Wf=-μGx(x为物体运动的水平位移);⑤μ=h/X例1、如图1所示,木块A放在木板B上表面左端,现用水平恒力F将A 拉至B的右端,已知A、B间的摩擦力大小为f。
第一次将木板固定在地面上,f对A做功数值为W1,此次过程中产生热量为Q1;第二次木板B 可以在光滑水平地面上自由滑动,这一次f对A做功数值为W2,此过程中产生热量为Q2,则()A、W1<W2,Q1=Q2B、W1≠W2,Q1=Q2C、W1<W2,Q1<Q2D、Wl=W2,Q1<Q2解析:设木板长为L,木块边长为a,当木板固定时,摩擦力f对A做负功,大小为W1=f(L-a)该过程产生的热量Q1=W1=f(L-a)当木板B可以在光滑水平面上运动时,在A被拉至木板右端的过程中,木板将向右移动,设移动距离为l,此过程中A相对于B的位移仍为(L-a),如图1所示摩擦力f对A做负功,大小为W2=f(L+l-a)木板受到的摩擦力f对木板做正功WB,WB=fl使木板的动能增大。
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。
摩擦力做功的特点及应用
摩擦力做功的特点及应用1.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.例1 如图1所示,质量为m =1 kg 的滑块,在水平力作用下静止在倾角为θ=30°的光滑斜面上,斜面的末端B 与水平传送带相接(滑块经过此位置滑上传送带时无能量损失),传送带的运行速度为v 0=3 m/s ,长为l =1.4 m ;今将水平力撤去,当滑块滑到传送带右端C 时,恰好与传送带速度相同.滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.25,g 取10 m/s 2.求:图1(1)水平作用力F 的大小;(2)滑块下滑的高度;(3)若滑块滑上传送带时速度大于3 m/s ,滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量.答案 (1)1033N (2)0.1 m 或0.8 m (3)0.5 J 解析 (1)滑块受到水平力F 、重力mg 和支持力F N 作用处于平衡状态,水平力F =mg tan θ,F =1033N. (2)设滑块从高为h 处下滑,到达斜面底端速度为v ,下滑过程机械能守恒mgh =12m v 2, 得v =2gh若滑块冲上传送带时的速度小于传送带速度,则滑块在传送带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动;根据动能定理有μmgl =12m v 02-12m v 2 则h =v 202g-μl ,代入数据解得h =0.1 m 若滑块冲上传送带时的速度大于传送带的速度,则滑块由于受到向左的滑动摩擦力而做匀减速运动;根据动能定理:-μmgl =12m v 02-12m v 2 则h =v 202g+μl 代入数据解得h =0.8 m.(3)设滑块在传送带上运动的时间为t ,则t 时间内传送带的位移x =v 0t ,mgh =12m v 2,v 0=v -at ,μmg =ma滑块相对传送带滑动的位移Δx =l -x相对滑动生成的热量Q =μmg ·Δx代入数据解得Q =0.5 J.。
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问题探究:
[1]静摩擦力能否不做功?能否做正功?能否做负功? 请试举例并说明理由.
[2]滑动摩擦力能否不做功?能否做正功?能否做负功? 请试举例并说明理由.
2020/11/5
A:
小物块同水平方向的圆盘
一起做匀速圆周运动,
•
此时静摩擦力做功了么?
结论: 静摩擦力不对物体做功
2020/11/5
B : 当小物块相对传送带静止,随传送带一起匀速运动时,
静摩擦力对小物块做功了吗?如果做功了,做了正功 还是负功?
•
•
结论:静摩擦力对物体做负功
2020/11/5
C :当小物块相对传送带静止,随传送带一起匀速运动时,
静摩擦力对小物块做功了吗?如果做功了,做了正功 还是负功?
•
•
结论:静摩擦力对物体做正功
答案:AD
例: 质量为M的长木板放在光滑的水平面上,一个质
量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A点滑至B点 在木板上前进了L,而木板前进了S,如图所示。若滑
块与木板间的摩擦因数为µ,求摩擦力对滑块﹑对木
板做功各为多少?
m M
S
L
m
M
2020/11/5
m M
L
mMSFN Nhomakorabeaf.
FN
.
f
mg
解析: (甲)
2020/11/5
答案:D
课堂练习3:
如图所示为生活中磨刀的示意图,磨刀石静止不动, 刀在手的推动下从右匀速运动到左,发生的位移为s,令 刀与磨刀石之间的摩擦力大小为f,则下列叙述中正确的 是()
s
磨刀石
2020/11/5
A.摩擦力对刀做负功,大小为fs B.摩擦力对刀做正功,大小为fs C.摩擦力对磨刀石做正功,大小为fs D.摩擦力对磨刀石不做功
mg
(乙F)N’’
滑块受力情况如图(甲)所示,摩擦力对滑块做的功
为w1= -µmg(s+L).
木板受力情况如图(乙)所示,摩擦力对木板做的功
为w2= µmgs
2020/11/5
E : 摩擦力对两个物体都做什么功(正或负)?
光滑桌面
S1
F
结论:滑动S2 摩擦力可以做正功
2020/11/5
也可以做负功
小结:
由以上三个例子我们可以看出, 滑动摩擦力可以对物体做正功,也 可以做负功,还可以不做功!
2020/11/5
综合以上物理现象,我们可得到以下结论:
[1] 静摩擦力可以不做功,也可以做正 功,还可以做负功。 [2] 滑动摩擦力可以不做功,也可以 做正功,还可以做负功。
2020/11/5
小结:
由以上三个例子我们可以看出, 静摩擦力可以对物体做正功,也可 以做负功,还可以不做功!
2020/11/5
D : v 物体以初速度 0向右运动,由于受到桌面的摩擦力,最后
静止下来,在该过程中 摩擦力对桌面做功了吗?如果做功, 是做正功还是负功?
结论:滑动摩擦力不对桌面做功
2020/11/5
2020/11/5
课堂练习1:
物体A在水平传送带上随传送带一起向 右运动,则( )
A.摩擦力一定对A做正功 B.摩擦力一定对A做负功 C.摩擦力一定不对A做功 D.条件不足,不能确定
2020/11/5
答案:D
课堂练习2:
关于摩擦力做功,下列说法中正确的是: ( )
A. 静摩擦力总是做正功,滑动摩擦力总是做负功。 B.静摩擦力对物体不一定做功,滑动摩擦力对物体一定 做功。 C.静摩擦力对物体一定做功,滑动摩擦力对物体可能不 做功。 D.静摩擦力和滑动摩擦力都可能对物体不做功。