摩擦力做功与能量转化问题探讨
2014-01-27安霞
新课程学习·中 2013年11期
安霞
摘 要:功是能的转化的量度,摩擦力做功与什么能量的转化有关呢?就摩擦力做功时的能量转化问题进行探讨。
关键词:能量转化;静摩擦力;滑动摩擦
一、静摩擦力做功时的能量转化
静摩擦力产生的条件之一是两物体相对静止,能产生静摩擦力的两个物体根据运动情况可以分为三种情况:
1.两个物体均静止不动时,它们之间的静摩擦力都不做功。
2.两个物体都以共同加速度一起运动,这时又分为两种情况:
(1)两个物体一起加速
如图1所示,放在光滑水平面的木板M,受到一向右的水平外力F的作用,木板M和放在它上面的木块m一起向右加速运动。当它们一起向右运动位移为s时,静摩擦力对m、M做功分别为:
m受到向右的静摩擦力,静摩擦力对m做正功,W2=Fs;
M受到向左的静摩擦力,静摩擦力对M做负功,W1=-Fs。
(2)两个物体一起减速
如图2所示,放在粗糙水平面的木
板M,和放在它上面的木块m一起以初速度v0向右减运动。当它们一起向右运动位移为s时,擦力对m、M做功分别为:
m受到向左的静摩擦力,静摩擦力对m做负功,W2=-Fs;
M受到向右的静摩擦力,静摩擦力对M做正功,W1=Fs。
3.两个物体一起匀速运动
如图3所示,在倾角为θ的倾斜传送带,质量为m的物块随传送带一起匀速运动,传送带的长度为L,在把m从传送带底端运送到顶端的过程中,静摩擦力对m传送带做功分别为:
m受到沿斜面向上的静摩擦力,静摩擦力对m做正功,W2=FL=mgLsinθ;
传送带受到沿斜面向下的静摩擦力,静摩擦力对传送带做负功,W1=-FL=-mgLsinθ。
通过以上三种情况讨论,得到以下结论:……p>
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