摩擦力做功与能量转化问题

静 摩
◆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向左的静摩擦力做不做功？
擦
力
A
F
做 ◆如图2，A和B叠放在一起置于光滑图 水1 平桌面上，在拉力F的
功 作用下，A和B一起向右加速运动，则B对A的静摩擦力做不 的 做功？ A对B的静摩擦力做不做功？
特
B
点
A
F
静摩擦力做功的特点是：
置时初速为零，经传送带运送到D处，D和A的高度差为h。
稳定工作时传送带速度不变，CD段上各箱等距排列，相邻两
箱的距离为L。每个箱子在A处投放后，在到达B之前已经相
对于传送带静止，且以后也不再滑动（忽略经BC段时的微小
滑动）。已知在一段相当长的时间T内，共运送小货箱的数
目为N。这装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，
擦力f＝8N，弹簧的质量可忽略不计，若物体能沿斜
面弹回到B点的上方，求物体向上弹回能达到的最高
点距点C的高度差（g取10m/s2）。
参考答案：0.53m
v0
A
B •C
30
巩 固 练 习
一传送带装置示意图如图，其中传送带经过AB区域时是水平 的，经过BC区域时变为圆弧形（圆弧由光滑模板形成，为画 出），经过CD区域时是倾斜的，AB和CD都与BC相切。现将 大量的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上，放
图2
⑴静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。
⑵相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零。
⑶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。
滑 ◆如图3，物块A在水平桌面上，在外力F的作用下向右运动， 动 桌面对A向左的滑动摩擦力做不做功？A对桌面的滑动摩擦力 摩 做不做功？
不计轮轴处的摩擦。求电动机的平均输出功率P。
D
Nm N2L2
P ( T
T2
gh)
A
BC L L
结语
谢谢大家！
C． f d 量度子弹损失的动能
D． f d 量度子弹、木块系统总机械能的损失
d
S
巩 电机带动水平传送带以速度v匀速传动，一质量为m 固 的小木块由静止轻放在传送带上，若小木块与传送 练 带之间的动摩擦因数为μ，如图所示，当小木块与 习 传送带相对静止时，求：
（1）小木块获得的动能； （2）摩擦过程中产生的摩擦热. （3）这一过程中电机消耗的电能
巩 固 练
如图所示，水平方向的传送带以2m/s的速度匀速运 动，把一质量为2kg 的小物体轻轻放在传送带的左端，
习 经过4s 物体到达传送带的右端。已知物体与传送带
间的动摩擦因数μ＝0.2（g取10m/s2）。求：
（1）传送带的长度； 7m
（2）这一过程中摩擦力对物体所做的功；4J
（3）这个过程中由于物体与传送带的摩擦而转化为
2 一质量均匀的不可伸长的绳索(其重力不
可忽略)．A、B两端固定在天花板上，如图5 －4－3所示，今在最低点C施加一竖直向下 的力将绳索拉至D点，在此过程中，绳索的
重心位置将( )
A．逐渐wenku.baidu.com高 B．逐渐降低 C．先降低后升高 D．始终不变
图5－4－3
第七章 机械能及其守恒定律
专题 摩擦力做功与 能量转化问题
（1）物块最终停在何处；
（2）物块在全过程中运动的路程。
A
参考答案： （1）停在B处 （2）30m
60 B
巩 固 练 习
如图所示，质量为2kg 的物体，在倾角为θ＝300的斜 面上自A点向B点下滑，AB=4.8m。物体在A点的速率 为vA=3m/s，物体到B点时开始压缩弹簧，当弹簧被 压缩了20cm到最短时，物体在C点。斜面对物体的摩
滑 综上所述，滑动摩擦力做功有以下特点： 动
摩 ①滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做
擦 负功，还可以不做功。
力 做 功 的
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d 的乘
积，且等于系统损失的机械能。 Q=f滑d=E机
特 ③一对滑动摩擦力做功的过程中，能量的转化有两
擦
A
F
力 做
图3
功
的
特
点
滑 ◆如图4，上表面不光滑的长木板，
动
放在光滑的水平地面上，一小铁
v0
块以速度V 从②木板式的表左明端，滑铁上木块从开始滑动到相
摩 板，当铁块和对木板木相板对静静止止的时木过程中，其动能减
擦 力 做 功 的
板相对地面滑少动的。距那离么为，S，铁小块减少的动能转化
铁 滑 根块动据相摩动△EW对擦能k铁f定④板木力铁铁＝＝理式所板对块W－，受表滑铁减f铁f铁摩动块明(＝小S＋块木擦的所－的d为动力板距做f动)为（能的的木离 的能―S什的施板动为功＋―有么―变力的能为dd一，）①化动是物：能部―量增体能量分―。为是加（―了：铁的②f呢块，S）？，由转于可化木见图s
点 种情况：
一是相互摩擦的物体间机械能的转移；
二是机械能转化为内能。
摩 擦 生 热
摩擦生热是指滑动摩擦生热，静摩擦不会生热。产
生的热Q 等于系统机械能的减少△E机，又等于滑动
摩擦力乘以相对位移d，即
Q=f滑d =E机
巩 固 练 习
如图所示，木块A放在木块B的左端，用恒力F将A拉 至B的右端，第一次将B固定在地面上，F做功为W1， 生热为Q1；第二次让B可以在光滑地面上自由滑动， 这次F做功为W2，生热为Q2，则应有：
总之，功是一个过程量，滑动摩擦力对物体做功与路径
有关。只要我们认真审题，善于发现问题，不断进行小结， 就能发现滑动摩擦力做功规律，在规律下解题就会得心应手, 随心所欲。
巩 固 练 习
如图所示，一质量为m的物块从倾角为600的斜面上 的A点由静止释放，下滑到B点时与挡板碰撞，碰撞
后物块以碰前的速率反弹沿斜面向上滑动。若物块 与斜面间的动摩擦因数是μ＝0.1，AB=1.73m。求：
内能的数值。 4J
v
小 结
1、一个物体在另一个物体表面上相对运动时，发热 产生的内能等于滑动摩擦力与两物体相对位移的积。
2、静摩擦力对物体做功没有相对位移,因此不会产 生内能! （静摩擦力起着传递机械能的作用）
3、系统发热损失的能量Q=μmgS相对=E初-E末 (E初和E末分别为系统始末状态的机械能)
摩擦力做功与能量转化问题
当堂反馈
1 已知货物的质量为m,在某段时间内起重 机将货物以a的加速度加速升高h,则在这段时 间内叙述正确的是(重力加速度为g)( )
A.货物的动能一定增加mah-mgh B.货物的机械能一定增加mah C.货物的重力势能一定增加mgh D.货物的机械能一定增加mah+mgh
4
d
特
以木板为研究对象，滑动摩擦力对木板所做的功为： Wf板＝f S ――――――③
点 根据动能定理，木板动能的变化量为：
△Ek板＝Wf板＝fS ――④ 将②、④两式相加得：
△Ek铁＋ △Ek板＝－f d ――――⑤
表明铁块和木板组成的系统的机械能的减少量等于滑动摩擦力与铁块 相对木板的位移的乘积，这部分能量转化为系统的内能。
A．W1＜W2，Q1 ＝Q2
B．W1＝W2，Q1 ＝Q2
C．W1＜W2，Q1 ＜Q2
D．W1＝W2，Q1 ＜Q2
巩 固
一木块放在光滑水平面上，一子弹水平射入木块中，
练 射入深度为d，平均阻力为f。设木块离出发点距离
习 为S 时开始匀速前进，下列判断正确的是（ ）
A．f S 量度子弹损失的动能
BD
B．f（S＋d）量度子弹损失的动能