浅谈摩擦力做功.doc

浅谈摩擦力做功 求解力对物体做功是一种常见的物理问题，但我们在教学中发现，不少学生对于摩擦力做功的情况，缺乏系统的了解，经常考虑不周，导致解题失误，下面就摩擦力做功的问题加以分类总结，希望能为学生们学习提供帮助，我们知道摩擦力有滑动摩擦力和静摩擦力之分，下面我们就分别加以归纳分析：一 滑动摩擦力做功1 滑动摩擦力可以做负功FSf图1这种情况是最为常见的，也是最好理解的，当滑动摩擦力阻碍物体运动或克服摩擦力运动时，此时滑动摩擦力做负功，例如物体在力F 作用下向右滑动，而底面给物体的摩擦力方向水平向左，此时滑动摩擦力做负功。（如图1） 2 滑动摩擦力可以不做功 在上例中据牛顿第三定律，物体给地面的摩擦力水平向右，但地面并未运动，因此，根据做功的必要条件可以判定，摩擦力对地面不做功。再如：A、B两物体叠放在一起，A用绳系在固定端上，用力F将B物体拉出，此时B对A物体的摩擦力就不做功。因为A物体对地没有位移，所以可判定摩擦力对A物体就不做功。（如图2）BAVfF图2 3 滑动摩擦力可以对物体做正功当滑动摩擦力对物体的运动起促进作用时，其对物体就做正功；例如：水平地面上，有一平板车B，其粗糙上表面放有一个质量为m的物体A，当车向右匀加速运动位移为S车时，设物体在车上滑行的位移为S相时，问滑动摩擦力对物体做功情况如何？分析如下：当平板车向右加速时，A相对于B向后滑动，则平板车给物体一个向前的滑动摩擦力作用（如图3）f1图3S车BAfaS相S物A 则滑动摩擦力对物体做正功为W1mg(S车S相)滑动摩擦力对车做负功为W2mgS车所以这一对摩擦力对两物体作的总功为WW1+W2mgS相由此可见，滑动摩擦力可以对某一部分做正功，也可以做负功，还可以不做功；但是摩擦力对相对滑动的两物体不可能同时不做功，即它可以对一物体做正功，对另一物体做负功，也可以同时对两物体做负功。总之，两物体间的滑动摩擦力至少对其中一个物体做功，并且两物体所做总功一定是负值，这也正是相对滑动的物体为什么会使机械能转化为内能的原因。二 静摩擦力做功1 静摩擦力可以作正功；f静S图4例如：我们较熟悉的传送带的例子，当物体随传送带一起向上运动时，此时，静摩擦力方向沿传送带向上，对地位移也向上，所以此时静摩擦力可以做正功。（如图4）2 静摩擦力也可以做负功在上例中，若物体随传送带一起向下运动时，物体所受静摩擦力方向与物体对地位移方向相反，所以，静摩擦力此时对物体做负功（如图5）3 静摩擦力也可以不做功(1)当物体受静摩擦力作用，但物体对地无位移时，即物体处以静止状态，静摩擦力就不做功。（如图6）(2)在讲解圆周运动时有这样一道例题：有一个水平转盘，绕竖直轴以角速度转动，它上面放有一个质量为M的木块随盘一起转动，我们知道木块受静摩擦力作用，并且直到木块在转动过程中有沿半径向外运动的趋势，所以其静摩擦力方向应指向圆心，即静摩擦力提供向心力，因此，可以判断，静摩擦力方向与物体速度方向始终垂直，所以根据功的计算式W=FScos可知：静摩擦力不做功。由此可见，静摩擦力可以作正功，也可以做负功，还可以不做功；其做功与否，关键要看静摩擦力与运动方向的关系，也就是看是否满足力做功的两个必要条件：(1)作用在物体上的力；(2)力的方向上有位移。f静(S=0 m)图6综上所述：