专题-物理-L34-摩擦力做功的问题.pptVIP

摩擦力做功的问题202X物理专题摩擦力做功特点：静摩擦力对物体可以做正功，可以做负功，也可以不做功；滑动摩擦力对物体可以做正功，可以做负功，也可以不做功。例题1如图所示，在光滑的水平地面上有质量为M的长平板A，平板上放一质量为m的物体B，A、B之间动摩擦因数为μ。今在物体B上加一水平恒力F，B和A发生相对滑动，经过时间t，求：摩擦力对A所做的功；摩擦力对B所做的功；若长木板A固定时B对A的摩擦力对A做的功。解析：（1）平板A在滑动摩擦力的作用下，向右做匀加速直线运动，经过时间t，A的位移为因为摩擦力Ff的方向和位移SA相同，即对A做正功，其大小为。（2）物体B在水平恒力F和摩擦力的合力作用下向右做匀加速直线运动，B的位移为摩擦力Ff’方向和位移SB方向相反，所以Ff’对B做负功为（3）若长木板A固定，则A的位移SA=0，所以摩擦力对A做功为0，即对A不做功。摩擦力做功特点：一对相互作用的静摩擦力做功的代数和必为零，即Wf+Wf‘=0对相互有静摩擦力作用的两物体A和B来说，A对B的摩擦力和B对A的摩擦力是一对作用力和反作用力：大小相等，方向相反。由于两物体相对静止，其对地位移必相同，所以这一对静摩擦力一个做正功，一个做负功，且大小相等，其代数和必为零，即Wf+Wf‘=0滑动摩擦力做功与路程有关，其值等于滑动摩擦力的大小和物体沿接触面滑动的路程的乘积，即W=Ffs例题2如图所示，滑雪者从山坡上A点由静止出发自由下滑，设动摩擦因数μ为常数，他滑到B点时恰好停止，此时水平位移为。求A、B两点间的高度差。解析：设滑雪者质量为ｍ，取一足够小的水平位移Δs，对应的滑行路线可视为小直线段ΔL，该处滑雪者所受的摩擦力为F1=μmgcosθ=μmgΔs/ΔL所以在Δl段摩擦力所做的功为ΔWｆ＝－ＦｆΔＬ＝－μmgΔｓ对滑行路线求和可得摩擦力的总功Wｆ＝∑ΔWｆ＝－μmgｓ从A到B的过程中，重力做功WＧ＝ｍｇｈ，而动能的变化为ΔＥｋ＝０，所以由动能定理得WＧ＋Wｆ＝０，即ｍｇｈ－μｍｇｓ＝０，可解得A、B两点间的高度差为ｈ＝μｓ。摩擦力做功特点：一对滑动摩擦力做功的代数和必不为零，且等于滑动摩擦力的大小与两物体间相对位移的乘积，即Ｗｆ＋Ｗｆ‘＝－Ｆｆ?ｓ相对例题３如图，一质量为M的木板，静止在光滑水平面上，一质量为ｍ的木块以水平速度ｖ０滑上木板。由于木块和木板间有摩擦力，使得木块在木板上滑动一段距离后就跟木板一起以相同速度运动。试求此过程中摩擦力对两物体做功的代数和。解析：设木块与木板的共同速度为v，以木块和木板整体为研究对象，则由动量守恒定律可得①摩擦力对木板做正功，对木块做负功。由动能定理得②由①②③可知，摩擦力对两物体做功的代数和为上式即表明：一对滑动摩擦力做功的代数和必不为零，且等于滑动摩擦力的大小与两物体间的相对位移的乘积。01摩擦力做功特点：02对于与外界无能量交换的孤立系统而言，滑动摩擦产生的热等于滑动摩擦力的大小与两物体间相对路程的乘积，即Ｑ＝Ｆｆ?ｓ相对03系统机械能的损失等于滑动摩擦力的大小与两物体间的相对位移的乘积，即ΔＥ＝Ｆｆ?ｓ相对例题４如图（a）所示，质量为M=3kg的木板静止在光滑水平面上，板的右端放一质量为m=1kg的小铁块，现给铁块一个水平向左速度v0=4m/s，铁块在木板上滑行，与固定在木板左端的水平轻弹簧相碰后又返回，且恰好停在木板右端，求整个过程中，系统机械能转化为内能的多少？解析：在铁块运动的整个过程中，系统的动量守恒，因此弹簧压缩到最短时和铁块最终停在木板右端对系统的共同速度（铁块与木板的速度相同），由动量守恒定律得代入数据得从开始滑动到弹簧压缩到最短的过程中（如图b），摩擦力铁块做负功摩擦力对木板做正功从弹簧压缩最短到铁块最终停在木板右端的过程中（如图c），摩擦力对铁块做正功；摩擦力对木板做负功故整个过程中，摩擦力做功的代数和为（弹簧力做功代数和为零）（式中２Ｌ就是铁块在木板上滑过的路程）根据动能定理有。由功能关系可知，对于与外界无能量交换的孤立系统而言，系统克服摩擦力做功将这6J的动能转化为了系统的内能，即，这表明滑动摩擦产生的热等于滑动摩擦力的大小与两物体间