高中物理:關于摩擦力做功的三個誤區(qū)解讀

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高三學習指導 來源: 高中學習網(wǎng)

在高中物理教學過程中,大多數(shù)的學生對于摩擦力做功問題,存在很多理解和認識上的誤區(qū)。以下就針對大家在學習該部分知識的過程中出現(xiàn)的一些問題進行歸納、總結和分析,以使同學們深刻理解摩擦力做功的內涵,達到靈活應用的目的。

1、摩擦力總對物體做負功嗎?

高中物理學習中遇到的很多問題中,摩擦力都阻礙物體運動,對物體做負功,這就很容易使我們產(chǎn)生一種錯覺:摩擦力總是做負功。其實,無論是靜摩擦力還是滑動摩擦力,對一個物體所做的功均可正、可負,也可為零。不能認為摩擦力總是對物體做負功。判斷一個力是做正功還是做負功,要看這個力的方向與位移方向之間的夾角α是滿足0°≤α<90°,還是滿足90°<α≤180°。

例如,手握重物向上運動時,靜摩擦力做正功;手握重物向下運動時,靜摩擦力做負功;手握重物不運動時,靜摩擦力不做功。

在行駛的車上,一個物體沿斜面向車行的方向滑下,滑動摩擦力做負功;如果物體沿斜面向車行的反方向滑下,滑動摩擦力做正功;用板擦擦黑板,滑動摩擦力對黑板不做功。

如圖1,A、B疊放在水平面上,用水平力F拉A,使A、B以一起沿水平面做勻加速直線運動。這一過程中,水平面對A的滑動摩擦力fA做負功,而靜摩擦力對B卻做正功(B所受的靜摩擦力fB方向水平向右)。如圖2,B用水平繩與墻壁相連,當A向右滑出時,因B沒有位移,故B所受的滑動摩擦力fB對B做功為零。如圖3,以水平力拉A,使A沿B的上表面向右滑動,B由于受A對B的滑動摩擦力fB(方向水平向右)的作用,也跟著向右滑行。顯然這一過程中,B所受的滑動摩擦力fB對B做了正功。

2、一對靜摩擦力所做功的代數(shù)和一定為零?

對,當兩物體間的摩擦力為靜摩擦力時,由于兩物體間無相對運動,故兩物體的位移相同。兩物體相互作用的靜摩擦力大小相等、方向相反,因而這兩個靜摩擦力所做功必定一正、一負,絕對值相等。因此,一對靜摩擦力所做功的代數(shù)和必定為零。

3、一對滑動摩擦力所做功的代數(shù)和一定為負值,對嗎?

當兩物體間的摩擦力為滑動摩擦力時,由于兩物體間有了相對運動,故兩物體的位移必不相同。滑動摩擦力對兩物體做功的代數(shù)和一定不為零?梢宰C明,一對滑動摩擦力所做功的代數(shù)和一定為負值。如圖4中,A、B間的滑動摩擦力對A做負功,對B不做功,代數(shù)和為負值。又如圖5中,A對B的滑動摩擦力做正功,B對A的滑動摩擦力做負功,但A的位移大于B的位移, 故代數(shù)和仍為負值。一對滑動摩擦力做功的代數(shù)和總為負值,說明了在有滑動摩擦力作用時,一定有一部分機械能轉化為內能。


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