第二课时 摩擦力和作用力与反作用力做功
为什么作用力和反作用力做功不一定相等
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为什么作用力和反作用力做功不一定相等
作用力和反作用力是牛顿第三定律中的两个重要概念。
根据这一定律，每一个
物体都对另一个物体施加一个大小相等、方向相反的力。
然而，尽管这两个力大小相等方向相反，它们所做的功却不一定相等。
这一现象的背后有许多因素需要考虑。
首先，作用力和反作用力的功并不一定相等是因为它们作用的物体可能有不同
的运动状态。
例如，在一个光滑的水平面上，一个人在推一个静止的箱子，作用力和反作用力的大小相等，方向相反，但箱子没有运动，因此它们的功不相等。
这是因为功的计算不仅取决于力的大小和方向，还取决于力和物体之间的位移及角度。
另外，作用力和反作用力不一定相等的原因还在于作用时间的长短。
在物体运
动时，做功的大小与作用力的大小、作用力的方向以及物体移动的距离有关。
当作用力的方向与物体移动方向一致时，作用力会做正功，当方向相反时，作用力会做负功。
如果作用力和反作用力的作用时间不同，那么它们所做的功也会不相等。
此外，摩擦力和其他外部因素也会影响作用力和反作用力做功的大小。
在现实
世界中，很少有真正光滑的表面，摩擦力往往会阻碍物体的运动。
如果考虑摩擦力，那么作用力和反作用力所做的功可能会有所不同。
综上所述，作用力和反作用力做功不一定相等是由于多种因素共同作用的结果。
在实际应用中，我们需要考虑多种因素的影响，才能准确计算作用力和反作用力的功，并正确分析物体的运动状态。
希望以上内容能够满足您的需求，如有任何疑问或者补充需要，请随时告诉我，我会尽力为您提供帮助。
关于摩擦力做功问题的分析
所示情况 。 析讨论 。 如图 ２ 所示 ， 在水 平地 面上 ， 一个 质量为 Ｍ 的木板上放 置一 个 ３ ． ３一对摩擦力 ， 两个都做功 的情况分为以下 四种情况 ： 质量为 ｍ 的小木块 ，木 板 Ｍ与小木块 ｍ的动摩 擦因数为为 ， 利 对静摩擦力 ， 一个做正 功 ， 一个做负功且数值相等 ， 这一对静 用水平恒力 向右拉 Ｍ， 如果 Ｍ 的加速度 ＞Ｉ Ｘ ｇ ， 那 么 ｍ将相 对于 Ｍ 摩擦力对系统的总功为零 ，且没有机械 能向 内能 的转化如 图 ３所 向左滑动 ， 它将受 到 Ｍ 的滑动摩擦 力是 向右的 ， 并 且它相对 于地面 示 ； 一对滑动摩擦力 ， 一个做正功 ， 一个 做负功 ， 但数值不 等 ， 部分机 的运动也是 向右 的。 这时 ， Ｍ对它的滑动摩 擦力 对它做 了正功 ， 而它 械能转变为系统 的内能 ， 如图 ２所示 ； 一对滑动摩擦力都 可以做负 对 Ｍ的滑动摩擦力做 了负功 ， 如图 １ 所示， 物体 对地面 的滑 动摩擦 功 ，如水 平飞行 的子 弹与一个在光滑水平地面上 的木块相对 运动 ，
一
力对地面不做功 。 由此得知 ， 滑动摩擦力可以对物体 做负功 、 做正功 且子弹穿过木块 ， 但 并没有改变木块 的运动方 向； 无论是一 对静摩 也 可 以不 做 功 。 擦力还是 一对 滑动摩擦力 ， 永远不 可能 出现都做正功的情况。 ４静摩擦力做功与滑动摩擦 力做 功的主要 区别 静摩擦力做 功时 ， 没 有机械能 向内能 的转化 ， 而滑动摩擦 力做 功时 ， 必伴 随机械能 向内能的转化 ， 即“ 摩擦生热 ” ， 由摩擦而转化 的 热能等于相互作用 的一对 滑动摩擦力所 做的功的代数和 ， 即 ∑ｗ ， ∑ｗ等于一个摩擦力和相摩擦 的两个物体 的位移之差 的乘 积 ， 或者 图 １ 说 ，摩擦生 的热等于摩擦 力和相摩擦 的两个 物体的相对 位移 的乘
高中物理专题：摩擦力做功的特点及应用优秀课件
②③？
结论一：
❖一对相互作用的静摩擦力做的 功总和必为零
回到问题2：物体B、C的运动如图，B对C和C对B的滑动摩
擦力做的总功是否为0？
f'
A C fB
x2
B
V0
C
x1
f做正功W2=fx2,f'做负功W1=-f'x1，其代数和
W1+W2=-f'〔x1-x2〕〔为负〕
又如，子弹穿入木块过程中，他们之间的摩擦力做的总功是多少？
例1：如右图所示，一质量m=1kg的可视为质点的
滑块，放在光滑的水平台上，平台左端与水平台相
接，传送带以v=2m/s的速度沿顺时针方向匀速转
v
动〔传送带不打滑〕，现将滑块缓慢向右压缩轻弹
簧，轻弹簧的原长小于平台的长度，滑块静止时
弹簧的弹性势能Ep=4.5J,假设突然释放滑块滑块向左划上传送带。滑块与 传送带间的动摩擦因数为μ=0.2，传送带足够长，g=10m/s2,
求：
〔1〕滑块第一次划上传送带到离开传送带所经历的时间t 〔2〕滑块第一次划上传送带到离开传送带由于摩擦产生的热量Q
小结：
正功 ❖1、摩擦力做功可为 负功
0 ❖2、一对静摩擦力做的总功为0，无热量产生 ❖3、一对滑动摩擦力做的总功为负值，其大小为两物体系统量 损失值，也是摩擦产生的热量。 ❖4、产热公式：Q=fx相对 ❖5、摩擦力做功在综合题中的应用
课后练习：
❖ 《步步高》P82：2题
❖
P83：例2和3题
结论一：
❖静摩擦力可以做正功，可以做 负功，也可以不做功
问题2：根据以下桌面上的物体A、B、C的运动情况，完成 以下判断：
❖ A物体向右运动，摩擦力对A及桌面是否做
高中物理新教材同步 必修第二册 第8章 专题强化 摩擦力做功问题 变力做功的计算
专题强化摩擦力做功问题变力做功的计算[学习目标] 1.理解摩擦力做功的特点，会分析一对相互作用的摩擦力的做功情况(难点)。
2.掌握一般的变力做功的求解方法(重难点)。
一、摩擦力做功如图所示，在光滑的水平面上，物体A放在长为l的木板B的右端，现用水平力F向右拉木板。
(1)若物体A相对木板B滑动，当B前进x时，物体A从木板B左端滑下。
已知A、B间的滑动摩擦力为F f，求摩擦力分别对A、B做了多少功？这一对滑动摩擦力做功的总和为多少？(2)若物体A相对木板B没有滑动，已知当B前进x时，物体A受到的静摩擦力为F f′，求静摩擦力分别对A、B做了多少功？这一对静摩擦力做功的总和为多少？答案(1)滑动摩擦力对A做的功为F f(x－l)，对B做的功为－F f x，这一对滑动摩擦力做功的总和为－F f l。
(2)静摩擦力对A做的功为F f′x，对B做的功为－F f′x，这一对静摩擦力做功的总和为0。
1．不论是静摩擦力，还是滑动摩擦力，都可以是动力也可以是阻力，也可能与位移方向垂直，所以不论是静摩擦力，还是滑动摩擦力，既可能对物体做正功，也可能对物体做负功，还可能不对物体做功。
2．一对相互作用的静摩擦力等大反向且物体之间相对静止，即两个物体的对地位移相同，由W＝Fl cos α可判断两个相互作用的静摩擦力做功的总和为零。
3．一对相互作用的滑动摩擦力等大反向但物体之间相对滑动，即两个物体的对地位移不相同，由W＝Fl cos α可判断两个相互作用的滑动摩擦力做功的总和不为零，且两力做功的总和一定为负值。
例1(多选)如图所示，一子弹以水平速度射入放置在光滑水平面上原来静止的木块，并留在木块中，在此过程中子弹钻入木块的深度为d，木块的位移为l，木块与子弹间的摩擦力大小为F，则()A．F对木块做功为FlB．F对木块做功为F(l＋d)C．F对子弹做功为－FdD．F对子弹做功为－F(l＋d)答案AD解析木块的位移为l，由W＝Fl cos α得F对木块做功为Fl，子弹的位移为l＋d，木块对子弹的摩擦力的方向与位移方向相反，故木块对子弹的摩擦力做负功，W＝－F(l＋d)，故A、D正确。
力学中的作用力和摩擦力
力学中的作用力和摩擦力力学是研究物体运动和受力的学科，其中作用力和摩擦力是力学中两个重要的概念。
作用力是指物体之间相互作用而产生的力，而摩擦力是物体之间由于接触而产生的阻碍相对滑动的力。
本文将详细介绍力学中的作用力和摩擦力，并探讨其应用。
一、作用力的概念作用力是指物体之间相互作用而产生的力，是力学研究的基本概念之一。
作用力可以是任何形式的力，例如重力、弹力、电磁力等。
作用力可以改变物体的状态，使其产生加速度，或改变其形状和结构。
作用力有大小和方向两个重要的属性。
大小表示作用力的强弱，通常用牛顿（N）作为单位来表示；方向表示作用力的作用方向。
作用力遵循牛顿第三定律，即“作用力与反作用力大小相等、方向相反，并且作用在不同的物体上”。
二、摩擦力的概念摩擦力是物体之间由于接触而产生的阻碍相对滑动的力。
摩擦力是力学中非常常见的一种力，在我们日常生活中到处可见。
摩擦力的大小取决于物体之间的粗糙程度、压力以及接触面积。
根据物体之间的接触情况，摩擦力可分为静摩擦力和动摩擦力。
静摩擦力是指当物体相对运动时受到的阻力，只有当力的大小小于或等于静摩擦力时，物体才能保持静止。
而动摩擦力是指物体相对滑动时受到的阻力，当力的大小大于动摩擦力时，物体将发生运动。
摩擦力的大小与物体之间的压力有关，一般情况下，摩擦力正比于物体之间的压力。
同时，摩擦力的大小还与物体之间的接触面积和材料的粗糙程度有关。
三、作用力和摩擦力的应用1. 作用力的应用作用力在实际生活中有着广泛的应用。
例如，重力是一种常见的作用力，在建筑领域中，我们需要考虑物体的重力作用以确保建筑结构的稳定性。
此外，作用力还应用于机械设计中，例如杠杆原理就是利用作用力的平衡原理进行设计。
2. 摩擦力的应用摩擦力在日常生活和工程实践中有着重要的应用。
例如，汽车的刹车系统就是利用摩擦力来减速和停止车辆。
同时，在运动领域，运动员也需要合理利用摩擦力来提高运动的效果，例如滑雪运动和滑板运动中，通过调整身体姿势和重心来控制摩擦力的大小。
功 课件-高一物理人教版(2019)必修第二册
F1
F1 F cos
WF1=F1·
l
WF2=F2·
0
W2 = 0
W F l cos
二、用分解位移的方法求功
除了分解力以外还可以分解位移:
l1=lcosα
l1
F
α
l2
l
l2=lsinα
W= Flcosα
W1= Fl 1= Flcos α
W2= 0
在力方向发生的位移
三、功
1.公式：W = Flcosα
F1
A
B
负功的物理意义:
F2
表示该力是阻力。
2.某力做多少负功，也可说成“物体
克服该力做多少功”（取绝对值）。
v
f=5N
A
l=2m
B
如：－8J > 5J
不做功的情况
1.有力无距离
2.有距离无力
3.力与运动方向垂直
03
几个力对物体做的总功
我们学习了一个力对物体所做
的功的求解方法，而物体所受的力
往往不止一个，那么如何求解这几
02
正功和负功
力与位移夹角为锐角(0≤α＜π/2)
0≤α<π/2，cosα>0，W=Flcosα>0
即力对物体做正功
力与位移夹角为钝角(π/2＜α≤π)
π/2 <α≤π，-1≤cosα<0，W=Flcosα<0
即力对物体做负功 或“物体克服某力做功(取绝对值)”
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完成下表
W = F l cosα
故计算功时一定要指明是哪个力在哪个过程对物体做的功。
（2）公式W = Fl cosα只适用于计算恒力的功，l是物体的位移，
几种力做功的特点及求解方法
几种力做功的特点及求解方法作者：徐君生来源：《新高考·高一物理》2012年第04期功是物理学中一个非常重要的物理量，它是解决物理问题三大途径之一——动能定理方程中的关键物理量，同时也是解答物理习题重要方法之一——功能原理中至关重要的物理量. 因此能正确把握物体受到的各个力做功的特点及大小的求解方法就显得至关重要. 本文试就结合具体事例给同学们总结一下已学过的几种力做功的特点，为机械能守恒定律这一章内容的学习打下坚实的基础.■ 1. 恒力做功如果F是恒力，则求解恒力做功的基本方法是应用功的公式计算. 对功的计算式W=Fxcosα的使用，除知道F必须是恒力外，还应知道x的含义，公式中的x为力的作用点对地的位移. 对x的理解着重在三点：一是x是位移，位移的大小只与始末位置有关，所以恒力做功的特点是与移动的路径无关，只与始末位置有关，其典型代表就是重力；二是x为对地位移，一定是以地面为参考系而非相对位移；三是x是力的作用点对地位移而不是物体对地位移，这两个位移在绝大多数情况下没有区别，但如果力通过动滑轮施加到物体上，则这两个位移就完全不一样了，请看例1.■ 例1 一恒力F通过一动滑轮拉物体，沿光滑水平面前进了距离s. 在运动过程中，F与水平方向保持θ角不变，求该过程中拉力所做的功.■ 解析此题最容易得出的答案是WF=Fxcosθ，错误的原因就是没有正确理解公式中x的含义，正确答案应该是：设在绳上打一个结，见图2中的A点，力的作用点位移应该是图中AB长，设为L，则WF=FLcosα，只不过图中的L及α均不知，而求解L及α比较麻烦，所以本题采用等效替代法求解，拉力F作用在物体上的等效力为F+Fcosθ，所以等效力做功为（F+Fcosθ）x.■ 2. 变力做功变力做功不能直接用W=Fxcosθ公式计算，求解变力做功常用如下几种方法.（1）求解变力做功的方法方法一：平均值法. 当F是变力时，如果能求出F的平均值，则W=■xcosθ，只是中学范围内会计算平均值的情况就是力F随位移x线性变化，则平均值■=（F1+F2）/2.方法二：图象法. 若F随位移变化，且能画出F—x图象，则W可用F—x图象与x轴所包围的面积表示，这种F—x图象称之为示功图. x轴上方的面积表示力对物体做正功的多少，x 轴下方的面积表示力对物体做负功的多少.方法三：分段法（微元法）. 微元法是物理学中非常重要的方法，其基本思想就是化“变”为“恒”，把物体运动的位移分割为若干小段，每一个小段F为定值或近似当做定值，则每一小段可用公式?驻W=F?驻xcosθ，然后把每一小段做功累加求和得到总功.方法四：等效替代法. 若某一变力做的和某一恒力做的功相等，则可以用求得的恒力的功来作为变力的功.方法五：动能定理法. 动能定理是中学范围内求解变力做功的最基本方法，有关动能定理的应用限于篇幅这里不再赘述.（2）几种特殊变力做功的结论结论一：以弹簧或橡皮绳为代表的弹力，其F与x成正比，应用图象法可得到弹簧被拉升或压缩x时弹力做的功为W=-kx2/2；结论二： f 大小不变，方向始终与速度v方向相反，应用微元法可得W f =- f s总，式中s 总是物体走过的总路程.结论三：力的方向始终与速度v的方向垂直，应用微元法知这个力不做功（W=0）.■ 3. 作用力与反作用力做功（1）一般作用力与反作用力作用力与反作用力尽管大小相等，但由于作用在两个不同的物体上，这两个物体对地位移不一定相等，所以如果没有具体指明是什么力就笼而统之称作作用力与反作用力做功，则它们之间没有必然关系，没有作用力做正功反作用力一定做负功的说法. 例如放在光滑水平面上的两个磁体从静止开始在相互吸引力作用下的运动，作用力与反作用力均做正功；再如放在水平桌面上的物体在外加拉力作用下运动，则桌面对物体的摩擦力做负功，而物体对桌面的摩擦力不做功等.（2）几种特殊的作用力反作用力做功的特点总结结论一：一对静摩擦力做功之和一定为零；结论二：一对滑动摩擦力做功之和一定为负；结论三：一对弹力做功之和一定为零.■ 4. 合力做功（1）合力做功的求解方法由合力与分力的等效替代关系知，合力与分力做功也可以等效替代，由此计算合力功的方法有两种：一是先求物体所受到的合力，再根据公式W=Fxcosθ求合力做的功. 二是根据W=Fxcosθ，求每个分力做的功W1、W2、W3……再根据W合=W1+W2+W3+……求合力做的功. 两种求解合力做功的方法要依据题目特点灵活运用，如物体处于平衡状态或某一方向受力平衡时，先求合力再求功的方法简单有效；如已知物体受力中有的不做功，有的做功，且方便求得该力的功（如重力的功），选择第二种方式简单方便.（2）重要结论及应用同一根绳或同一轻杆对与之相连的两物体做功之和一定为零. 由于绳或轻杆的弹力一般不知，所以求解绳或轻杆的弹力做功比较困难. 如果把这两个物体当做一个整体，因为绳或杆的弹力做功之和为零，从而可以避开弹力做功的问题.■ 例2 如图3在光滑水平面上质量为M物体通过细绳和定滑轮与质量为m的物体相连，整体从静止开始运动，已知m与地面之间的距离为h，求当m着地时两者的速度.■ 解析绳对m做功，做功的多少与绳拉力大小有关，但绳拉力不知，尽管可以求出，毕竟转了一个弯，所以以M和m为整体作为研究对象，则整体只有重力做功，根据重力做功的特点可知：mgh=■（M+m）v2从而求出m着地时的速度v=■。
一对作用力与反作用力做功的特点
一对作用力与反作用力做功的特点1.功的定义与计算：功是衡量力对物体作用的一种形式，定义为力沿着力的方向对物体施加的作用导致物体移动的能力。
在一对作用力与反作用力中，这两个力大小相等、方向相反。
牛顿第三定律指出，任何对物体的作用力都会引起物体对该力的反作用力。
由于作用力与反作用力大小相等、方向相反，因此它们所做的功相等且互为负数。
2.能量转化与转移：需要强调的是，一对作用力与反作用力的作用对象并不是同一个物体。
作用力作用在物体A上，而反作用力作用在物体B上。
假设物体A沿着力的方向移动，那么作用力对物体A所做的功是正的，而反作用力对物体B所做的功是负的。
这种转化和转移的特点反映了能量守恒的原理。
3.动能的变化：根据功的定义，物体所受到的总功等于物体的动能变化。
在一对作用力与反作用力中，作用力对物体A做正功，使物体A的动能增加，而反作用力对物体B做负功，使物体B的动能减小。
这个过程实际上是能量在物体A与物体B之间的转移。
4.功的矢量性质：5.反向与倾向性：一对作用力与反作用力一定存在着两种相互对立的倾向，具体表现为物体A受到作用力的倾向是沿着作用力的方向运动，而物体B受到反作用力的倾向是沿着反作用力的方向运动。
这种特点保证了物体间靠近或远离的正常状态。
6.力的作用时间：在实际应用中，一对作用力与反作用力经常会发生在物体间的接触过程中，如运动中的撞击、摩擦力以及物体的支撑力等。
了解一对作用力与反作用力做功的特点对于我们理解物体的运动、能量的转化与转移以及力学原理的应用非常重要。