摩擦力做功与能量转化问题
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。
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。
浅议滑动摩擦力做功中的能量转化
浅议滑动摩擦力做功中的能量转化摘要：对学生而言，滑动摩擦力难以把握，处理滑动摩擦力做功问题更是容易出错。
特别是滑动摩擦力做功，涉及到机械能转化为内能，需要学生同时运用力的观点和能的观点来解决问题，对学生的要求很高。
本文以几个典型的滑动摩擦力做功中的能量转化模型切入点，对其进行了剖析，意在使学生碰到类似的问题时，能够快速攻克难点，达到弄懂的目的。
关键词：滑动摩擦力做功机械能模型内能滑动摩擦力做功在高中物理中非常重要，其中涉及到的能量转化是高考的重点和难点。
但这部分知识，由于涉及到的面较广，学生处理起来很容易出错。
本文从功是能量转化的量度这一角度出发，针对高中阶段出现的一些滑动摩擦力做功的典型模型，剖析了滑动摩擦力做功过程中能量的转化情况，树立了能量守恒的思想。
最后通过典型模型的具体运用，帮助学生提高分析问题，解决问题的能力。
1．典型模型关于做功的公式，学生还比较清楚，可是涉及到滑动摩擦力做功,就出现了很多问题，其能量转换更是模糊不清，需要对高中阶段涉及到滑动摩擦力做功中的能量转化问题，归纳出典型的模型，做全面的分析。
1.1 滑动摩擦力对单个物体做功中的能量转化情况例 1 如图1所示，一质量为m的物体在滑动摩擦力f的作用下，沿粗糙的平面上滑动了L的距离而停下来，求：摩擦力对物体所做的功？摩擦力对地面所做的功？= －f L （1）解：对m ，滑动摩擦力对物体做功Wf对地面, 地面的位移为零, 滑动摩擦力对地面做功W=0 （2）f 地2（3）对m，由动能定理有：－f L = 0 - mv对（3）式，从能量角度来看，物体减少的动能等于系统增加的内能。
具体转化过程如图2：由图2可知，单个小木块在地面滑动过程中，滑动摩擦力做了多少功，就有多少动能转化成内能。
系统的内能 Q＝f动L相对（物体相对地的路程）1.2 无外力作用时，一对滑动摩擦力做功中的能量转化情况例V2 如图3所示，木板B长为L，质量为M，静止在光滑水平面上，一个小物体A质量为m以速度V滑上B的左端，当A滑到B的右端时恰好相对B静止(假设A物块的大小忽略不计)此时物体B运动了S的位移，求：这一对摩擦力对A和B做功的总和？mmL解：A和B的受力分析，及位移关系如上可以判断B对A的摩擦力做功为：W1 =-f动(S+L) （1）A对B的摩擦力做功： W2= f动S(2)所以这一对摩擦力对系统做功总和为：W=- f动L (3)从动量的观点看，此题A， B组成的系统动量守恒（无外力作用）mv0 = (M+m) v1（4）对A 由动能定理有： -f动(S+L) = mv12 - mv2（5)对B由动能定理有： f动 S = M v12 -0 (6)对(5) ，（6）消元得： m v02- mv12 = M v12+ f动L （7）对于（7）式，从能的角度看，就是m减少的动能等于M增加的动能和系统增加的内能，具体转化过程如图4:由图4可知，一对滑动摩擦力做功的过程中，能量的转化有两个方向。
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。
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。
传送带的摩擦力问题
传送带中的摩擦力做功与能量转化问题传送带问题具有理论联系实际，综合性较强的特点。
通过归类教学把相近、类似的问题区别开来，经过典型例题分析、比较，充分认识这类问题的特点、规律，掌握对该类问题的处理方法、技巧，采用归类教学有利于提高分析、鉴别并解决物理综合问题的能力。
一、运动时间的讨论问题1：(水平放置的传送带)如图所示，水平放置的传送带以速度v=2m/s 匀速向右运行，现将一质量为2kg 的小物体轻轻地放在传送带A 端，物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，若A 端与B 端相距4 m ，求物体由A 到B 的时间和物体到B 端时的速度分别是多少？解析：小物体放在A 端时初速度为零，且相对于传送带向左运动，所以小物体受到向右的滑动摩擦力，小物体在该力作用下向前加速，a=μg,当小物体的速度与传送带的速度相等时，两者相对静止，摩擦力突变为零，小物体开始做匀速直线运动。
所以小物体的运动可以分两个阶段，先由零开始匀加速运动，后做匀速直线运动。
小物体做匀加速运动，达到带速2m/s 所需的时间 1v t s a == 在此时间内小物体对地的位移m at x 1212== 以后小物体以2m/s 做匀速直线运动的时间 s s v x s t AB 5.123==-=' 物体由A 到B 的时间T=1s+1.5s=2.5s ，且到达B 端时的速度为2m/s.讨论：若带长L 和动摩擦因数μ已知，则当带速v 多大时，传送时间最短？22()()22v v v L v T vT a g a a aμ=+-=-= 22L v L v T T v a v a=+=当时最短此时v =这说明小物体一直被加速过去且达到另一端时恰与带同速时间最短。
变式：如图所示，传送带的水平部分长为L ，传动速率为v ，在其左端无初速释放一小木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为μ，则木块从左端运动到右端的时间不可能是 ( )A.L v ＋v 2μgB.L vC.2L μgD.2L v 解析：因木块运动到右端的过程不同，对应的时间也不同，水平传送带传送物体一般存在以下三种情况（1）若一直匀加速至右端仍未达带速，则L ＝12μgt 2，得：t ＝2L μg，C 正确；（2）若一直加速到右端时的速度恰好与带速v 相等，则L ＝0＋v 2t ，有：t ＝2L v，D 正确；（3）若先匀加速到带速v ，再匀速到右端，则v22μg ＋v ⎝ ⎛⎭⎪⎫t －v μg ＝L ，有：t ＝L v ＋v 2μg，A 正确，木块不可能一直匀速至右端，故B 不可能．问题2：(倾斜放置的传送带)如图所示，传送带与地面的倾角θ=37°，从A 端到B 端的长度为16m ，传送带以v 0=10m/s 的速度沿逆时针方向转动。
传送带摩擦力做功 动能定理
传送带摩擦力做功动能定理摩擦力是我们日常生活中常见的一种力，它在很多场景中起着重要的作用。
而当物体在传送带上移动时，摩擦力会对物体做功，这与动能定理有着密切的关系。
我们来了解一下动能定理的概念。
动能定理是描述物体的动能与物体所受的合外力之间的关系的一个重要定理。
动能是物体由于运动而具有的能量，它与物体的质量和速度有关。
而合外力则是指物体所受的来自外部的总力。
在传送带上，当物体受到摩擦力的作用而移动时，摩擦力会对物体做功。
摩擦力是由于物体与传送带表面之间的接触而产生的，它的大小与物体与传送带之间的相对运动速度有关。
当物体在传送带上运动时，摩擦力的方向与物体运动方向相反。
假设传送带的方向为正方向，物体在传送带上向右运动，则摩擦力的方向为向左。
根据动能定理，摩擦力所做的功等于物体动能的变化。
传送带摩擦力做功的大小取决于多个因素。
首先是物体与传送带之间的摩擦系数。
摩擦系数越大，摩擦力做功的大小就越大。
其次是物体在传送带上的运动速度。
速度越大，摩擦力做功的大小也越大。
最后是物体在传送带上移动的距离。
移动的距离越大，摩擦力做功的大小也越大。
传送带摩擦力做功的结果是物体的动能发生了变化。
根据动能定理，物体的动能变化等于摩擦力所做的功。
如果摩擦力做正功，即与物体运动方向相反，那么物体的动能将减小；如果摩擦力做负功，即与物体运动方向相同，那么物体的动能将增大。
摩擦力做功的结果可以通过实际案例来进一步理解。
以工厂生产线上的传送带运输物体为例，当物体在传送带上移动时，摩擦力会对物体做功。
这个功将转化为物体的动能，使物体能够继续前进。
同时，摩擦力也会导致物体的动能逐渐减小，直到物体最终停止在传送带上。
在生活中，我们也可以通过其他例子来观察传送带摩擦力做功的现象。
比如，当我们在滑雪场上滑行时，滑雪板与雪地之间的摩擦力会对滑雪板做功，使我们能够滑行一段距离。
再比如，当我们骑自行车时，轮胎与地面之间的摩擦力会对自行车做功，使我们能够前进。
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)
摩擦力做功和动能的关系
摩擦力做功和动能的关系摩擦力做功和动能的关系，嗯，说到这个话题，可能很多人第一反应就是：“摩擦力？不就是那种让东西停下来的力量吗？”对对对，没错，摩擦力的确是个让东西停下来的家伙。
但是，摩擦力也可以做“好事”，对你没看错，它还真能在某些情况下，帮你完成一些看似不可能的任务。
比如说，当你滑雪时，是不是有时候觉得滑的特别顺，自己像个滑翔机？那是摩擦力在帮你加速——说不定，这时候你就已经感受到了摩擦力带来的动能转化了。
咱们先从一个简单的事儿讲起。
你想啊，你推着一辆车走，车轮和地面之间会产生摩擦力。
摩擦力本身可不是什么软柿子，没事还真敢和你较劲，试图抵抗你推车的动作。
结果呢，车的速度一慢，动能就减少了，真是让人又爱又恨。
不过，别忘了，摩擦力的作用不仅仅是让你丧失动能，它还可以把动能转化为其他形式的能量——比如热量。
你看，冬天不就是靠摩擦力让你暖和起来的吗？擦擦手，或是摩擦鞋底——一会儿就能感觉到热气腾腾，真是“天上掉下个热乎乎的能量包”。
这就好比是摩擦力在做“体力活”。
它并不是一味地让东西慢下来，它还会把动能转化成你看不见的其他能量，可能是热量，可能是声音。
试想一下，开车时刹车一踩，车轮和刹车片之间的摩擦力会产生大量的热，这热就来源于原本属于车速的动能。
动能原地“消失”，但变成了热，没跑。
这就像是你冲得飞快，然后突然刹车，整个人就“哐当”一声站住了，身体也瞬间有点发热，嗯，这不是风，绝对是摩擦力让你的能量换了个地方安家。
哦对了，说到摩擦力做功，我们还得谈谈它的“吃力”程度。
摩擦力越大，它做的功就越大。
就拿你骑自行车来讲吧，如果你骑在一条平坦的马路上，摩擦力可能不大，你可以轻松骑行。
但是，要是突然一段泥泞的路面出现了，那就“别提了”，摩擦力瞬间变大，你骑得越来越艰难，动能也渐渐被它消耗掉。
你可能还会抱怨：“这路怎么这么难骑呀！”摩擦力就像是个看不见的敌人，不仅让你骑得辛苦，还让你原本的动能被一点点吞噬掉。
摩擦力做功与能量转化练习
?摩擦力做功与能量转化问题?练习例题1、如下图，在光滑地面上放有一辆小车，车的尾端放有一物体，用水平力F拉物体，使它从小车尾端运动到小车的前端．第一次小车固定，拉力做功W1，由于摩擦产生的热量为Q1；第二次小车可以在地面上滑动，拉力做动为W2，由于摩擦产生的热量为Q2，那么〔BC 〕A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．Q1=Q2 D．Q1＜Q2例题2、如下图，质量M=20kg的物体从光滑曲面上高度处由静止释放，到达曲面底端时以水平方向的速度进入水平传送带。
传送带由一电动机驱动，传送带的上外表匀速向左运动，运动速率为。
物体与传送带间的动摩擦因数，且物体滑上传送带后立刻移走光滑曲面，设皮带轮间的距离足够大，那么从M滑上到离开传送带的整个过程中，由于M和传送带间的摩擦而产生了多少热量？〔g取10m/s2〕解〔1〕物体沿曲面下滑的过程中机械能守恒，解得物体滑到底端时的速度 4.0 m/s以地面为参照系，物体滑上传送带后向右做匀减速运动直到速度为零，物体的加速度大小为 2物体从滑上传送带到相对地面速度减小到零，向右的位移8.0 m后向左做匀加速运动，直到速度与传送带速度v相等后与传送带相对静止，从传送带左端掉下，其间物体的加速度大小和方向都不变，加速度大小2取向右为正方向，从物体滑上传送带到与传送带相对静止的过程中，物体发生的位移3.5 m物体运动的时间为7.0 s这段时间内皮带向左运动的位移21 m物体相对于传送带滑行的距离24.5 m物体与传送带相对滑动期间产生的热量490 J【目标达成】1.从离地H高处竖直向上抛出一个小球，小球所受阻力大小始终为f，小球上升了h高后开场下落，直到落地。
在此全过程中，小球克制阻力做的功为〔〕A.fHB.()f H h+ D.()-+f H h+ C.(2)f H h2. 一木块放在光滑水平面上，一子弹水平射入木块中，射入深度为d，平均阻力为f。
设木块离出发点距离为s时开场匀速前进，以下判断正确的选项是〔〕A．fs量度子弹损失的动能B．f〔s＋d〕量度子弹损失的动能C．fd量度子弹损失的动能D．fd 量度子弹、木块系统总机械能的损失3. 如图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，经过4s物体到达传送带的右端。
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。
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.。
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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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
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．逐渐升高 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
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
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。
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)
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
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！
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
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：
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：
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
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，
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
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
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：