静摩擦力、滑动摩擦力做功问题的讨论

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对摩擦力的认识总结

对摩擦力的认识总结

对 摩 擦 力 的 认 识 总 结摩擦力专题材料整理人 陈 浩摩擦力是力学研究中经常遇到的一种力,它是在互相接触并且接触面不光滑的两个物体之间产生的。

当一个物体在另一个物体的表面上有相对运动或有相对运动的趋势时,就会受到另一个物体阻碍它相对运动或相对运动趋势的力,这个阻碍它相对运动或相对运动趋势的力就是摩擦力。

摩擦力的产生必须同时具备以下三个条件:①两物体直接接触且有相互作用的弹力;②两接触面均粗糙;③物体间有相对运动或相对运动趋势。

下面结合一些典型模型作一剖析,期望对摩擦力有比较全面的认识!一、有外力作用时才会有摩擦力产生吗?如图1所示,用水平力F 拉放在地面上的物块,但未拉动,是因为物块受到水平向左的静摩擦力的作用,但以此认为沿接触面的外力是产生摩擦力的前提条件却是片面的、不科学的。

如图2所示,放置在水平传送带上并与传送带保持相对静止的货物,在传送带加速或减速时,也会受到静摩擦力图1图2的作用,其原因并不是货物在水平方向上受除静摩擦力以外的其他外力作用,而是因为货物与传送带间存在相对运动的趋势。

可见,相互接触的物体要产生静摩擦力,物体间必须具有相对运动的趋势,而这种“相对运动的趋势”既可由外力产生,也可以是因为运动状态的改变而产生。

如图3所示,汽车刹车后在水平方向上只受滑动摩擦力作用,汽车是靠自身的惯性相对地面向前滑动,而不是其他外力的作用。

二、摩擦力的方向一定和物体的运动方向相反吗?(即摩擦力一定是阻力吗?)摩擦力尽管阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,但物体的运动一般是以地面为参照物,因此,摩擦力的方向和物体对地的运动方向之间并无必然的联系,即摩擦力不一定阻碍物体的运动,摩擦力可能是阻力,也可能是动力,也可能既不充当阻力也不充当动力!如图2所示,当货物随传送带一起向右加速运动时,货物相对传送带有向左运动的趋势,所受的静摩擦力向右,与货物的运动方向相同,对货物的运动而言为动力;当货物随传送带一起向右减速运动时,货物相对传送带有向右运动的趋势,所受的静摩擦力向左,图3与货物的运动方向相反,对货物的运动而言为动力。

高中物理摩擦力做功的常见问题分析

高中物理摩擦力做功的常见问题分析

高中物理摩擦力做功的常见问题分析作者:欧楚灏来源:《成长·读写月刊》2018年第03期【摘要】站在学生的角度上,针对高中物理摩擦力做功的特征进行分析,并在对摩擦力做功特征形成深入认识的背景下,详细的分析在高中物理知识学习过程中,有股那鱼摩擦力做功方面的问题,希望可以通过这一篇文章,在日后学生学习摩擦力做功知识的过程中,起到一定促进性作用,最终在我国教育事业发展过程中,做出一定贡献。

【关键词】高中物理;摩擦力做功;常见问题;分析;现阶段一、问题研究背景及意义在高中物理课程学习过程中,有一些同学认为掌握摩擦力领域当中的知识,是一件十分困难的事情,尤其是静摩擦力方面的知识,这一个阶段的理论知识十分难以理解,在解答摩擦力做功问题的时候,出现错误的几率非常高。

实际上,学生假如想要对摩擦力做功理论知识形成深入的认识,首先应当对摩擦力做功特征形成深入的认识,而后了解摩擦力做功的基本性质及特征,并勤加练习,让相应的知识可以得到灵活应用,因此学生就可以简单的完成摩擦力做功领域当中的各个问题。

二、摩擦力做功的特征研究分析学生学习摩擦力知识的过程中,首先应当认识到的问题是,无论是静摩擦力还是滑动摩擦力,都可以做正功、负功或者不做功,比方说传送带问题,静摩擦力会对传送带上的物体做正功,但是对传送带本身不会做功,在静摩擦力做功的过程当中,仅仅是传送带系统当中计息能完成内部相互转换而已,在此背景下摩擦力作为重要的作用是对机械能进行传导,机械能在这个过程当中并不会转换为其他能量。

另外在滑动摩擦力做功的过程当中,不单单机械能会在这个过程当中相互转换,机械能也会和其他能量在这个过程当中相互转换。

在相互摩擦的物理系统当中,一对滑动摩擦力相互之间做的功都是负功,绝对值等于产生的相对位移和滑动摩擦力之间的乘积。

换一种说法,就是在装置当中消耗掉的机械能,一对经摩擦力做功的时候,它们之间的代数总和是0。

三、静摩擦力做功单一静摩擦力做功。

摩擦力做功的特点

摩擦力做功的特点

摩擦力做功的特点 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】摩擦力做功的特点南阳市五中李彩芹摩擦力做功问题,一直是高中物理教学的重点,更是教学难点。

在具体问题中涉及到摩擦力是否做功、做功的正负,以及作为作用力反作用力的一对摩擦力(以下简称“一对摩擦力”)所做功的代数和的正负等问题,学生往往纠缠不清,理不清思路,甚至发生谬误。

摩擦力大小和方向的不确定性,使得摩擦力做功有其自身的特殊性,本文简单归纳摩擦力做功的一些特点,仅供大家参考。

一、滑动摩擦力对物体可以做正功,可以做负功,也可以不做功。

1、滑动摩擦力可以对物体做负功这种情况最为常见,当滑动摩擦力阻碍物体运动或物体克服滑动摩擦力运动时,其对物体做负功.例1.如图1所示,一物块放在静止的粗糙水平桌面上,外力F把它拉着向右运动,在产生位移s的过程中,摩擦力对物块做功情况如何?已知物块的质量为m,与桌面之间的摩擦因数为μ分析与解物块在水平桌面上运动时,受到的滑动摩擦力大小为f=μmg,其方向向左,而位移s的方向向右,代入公式W=fscosα,得W=μmgscosπ=-μmgs.即摩擦力对物体做了负功.2、滑动摩擦力可以对物体不做功在例1中水平桌面虽然受到物体对它的滑动摩擦力作用,但桌面并没有运动,即在滑动摩擦力作用下,桌面相对于地面的位移s=0,则W=0,因而滑动摩擦力对桌面不做功.3、滑动摩擦力可以对物体做正功当滑动摩擦力的作用效果是加快物体运动时,其对物体做正功.例2.如图2所示,水平地面上有辆平板车,其粗糙的表面上放有一质量为m的木块,当平板车向右加速运动的位移为s时,发现木块在它上面发生向左方向的相对运动位移s′,则滑动摩擦力对木块的做功情况如何?分析与解小车向右加速运动时,木块相对于小车向左滑动,所以木块受到的滑动摩擦力方向向右,在小车运动过程中,车上的木块相对于地面的位移为s-s′,方向向右(如图2所示).所以,此过程中滑动摩擦力对木块做正功,其大小为W=Fscosα=μmg(s-s′).同时滑动摩擦力对小车做负功W′=μmgscosπ=-μmgs,则一对滑动摩擦力分别对两物体所做功之和为W合=W+W′=-μmgs′.即两物体之间的一对滑动摩擦力总做负功。

2相互作用力做功问题

2相互作用力做功问题

相互作用力和摩擦力做功问题考点规律分析一、一对相互作用力的做功情况(1)一对相互作用力做功的正负:一对相互作用力的方向相反并不代表这一对相互作用力做的功一定是一正一负,还可以都做正功、都做负功、都不做功、一个做功一个不做功等等。

(2)一对相互作用力做功的大小:一对相互作用力做功的大小不一定相等,因为它们分别作用于两个物体上,每个物体都可能还受其他力,其位移情况可能千差万别。

二、滑动摩擦力与静摩擦力的做功情况(1)摩擦力做功正负情况运动的物体受到滑动摩擦力或静摩擦力时,若摩擦力的方向与运动方向相反,则摩擦力做负功,该摩擦力就是阻力;若摩擦力的方向与运动方向相同,则摩擦力做正功,该摩擦力就是动力。

总之,摩擦力既可能做负功,也可能做正功,还可能不做功。

举例如下:(2)一对相互作用的静摩擦力做功的代数和为零,而一对相互作用的滑动摩擦力做功的代数和不为零。

(3)摩擦力做功计算要注意过程中位移的方向是否改变。

①物体在粗糙水平面上做单方向的直线运动时,路程与位移大小相等,此时摩擦力做功W=-Fl(l指位移,F指摩擦力)。

②物体在粗糙水平面上做往复运动或曲线运动时,路程与位移大小不同,此时摩擦力做功W=-Fs(s指路程,F指摩擦力)。

典型例题例质量为M的木板放在光滑的水平面上,一个质量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A点滑至B点,在木板上前进了L,而木板前进了l,如图所示。

若滑块与木板间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,求摩擦力对滑块、对木板做功各为多少?这一对摩擦力做功的代数和为多大?[规范解答]滑块所受摩擦力F f=μmg,位移为(l+L),且摩擦力与位移方向相反,故摩擦力对滑块做的功为:W1=-μmg(l+L)木板所受的摩擦力F f′=μmg,方向与其位移l方向相同,故摩擦力对木板做的功W2=μmgl这一对摩擦力做功的代数和W=W1+W2=-μmgL[完美答案]-μmg(l+L)μmgl-μmgL(1)物体的位移是指对地的位移。

关于摩擦力的几个问题

关于摩擦力的几个问题

再议摩擦力的几个问题X江市盛泽中学陈丽英关键词:静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力论文摘要:高中物理中,两个相互接触物体间的摩擦力问题是一个很要的概念,谈谈对摩擦力的分类、有关极值问题、做功问题等的看法。

在物理课程中需要了解两个相互接触的物体之间的摩擦问题。

而关于摩擦力的概念是一个既重要、又容易出错的问题。

摩擦力和弹力一样本质上是由原子间或分子间的电磁力而引起的,是通过电磁场进展的。

在力学问题中摩擦力可以表观地看作是“接触力〞。

一般来说,固体间的摩擦叫干摩擦。

干摩擦力包括静摩擦力和滑动摩擦力。

在相互挤压的接触面间有相对滑动趋势但还没有发生相对滑动的时候,接触面间便出现阻碍发生相对滑动的力,这个力叫静摩擦力。

静摩擦力总是沿接触面而作用着,并与接触面间相对滑动趋势的方向相反。

静摩擦力的大小由物体所受其它力和物体的运动状态而定,它没有“独立自主〞的大小和方向,处于“被动地位〞。

但静摩擦力并不能无限止增加,当物体处在从静到动的临界状态时,静摩擦力到达最大值,叫做最大静摩擦力。

通常用库仑提出的近似经历公式f0max=µ0Nf0max表示最大静摩擦力,N表示接触面间的正压力,静摩擦因数µ0为一无量纲的纯数。

µ0与接触面的材料、外表光滑程度、干湿程度、外表温度等有关。

假设用f0表示真实的静摩擦力,那么f0≤f0max。

而且,在不超过最大静摩擦力的前提下,根据物体受力和运动状况,为了防止接触面发生相对滑动,需要多大的静摩擦力,就有多大,需要它沿哪个方向,就沿哪个方向。

当一个物体在另一个物体的外表上相对于另一个物体滑动时,要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力。

滑动摩擦力的方向总跟接触面相切,并且跟物体的相对运动的方向相反。

实验说明:滑动摩擦力的大小也可用公式表示:f=µN。

其中µ叫做动摩擦因数,它的数值跟相互接触的两个物体的材料、接触面的粗糙程度有关,它是一个比值,无量纲。

关于人走路时摩擦力问题的辨析

关于人走路时摩擦力问题的辨析

关于人走路时摩擦力问题的辨析-校长管理论文关于人走路时摩擦力问题的辨析马千一、人走路受到的是什么摩擦力的作用实际上,人的行走是一个相当复杂的运动过程,为了研究方便,假设不出现双脚同时离地的情况来研究人走路时的摩擦力性质。

假设,我们向前走路先迈左脚时,总是习惯性将把重心先移到右脚上,再提起左脚,同时使身体前倾,重心前移,这时重力对人有一个作用效果,使人向前跌倒,直到左脚落地。

在这个过程中,右脚是一个支撑点,有向后滑动的趋势,大家可以想象一下,如果当人迈左脚的时候,右脚恰踩在西瓜皮上时,人就会向前倾,右脚向后滑,这说明右脚有相对地面向后运动的趋势,故右脚所受的摩擦力是静摩擦力,静摩擦力的方向是向前的。

再看看左脚,左脚着地前,左脚有向前的速度(当然这个速度不一定向正前),落地后左脚静止,在静止之前有一相对地面向前滑的过程,所以左脚先受到一个向后的滑动摩擦力,直到静止,当然由于相对位移很小,作用时间非常短。

对于走路有拖地习惯的人才较明显,鞋底较容易磨损。

静止后左脚仍具有向前滑动的趋势,大家同样可以想象,如果此时左脚踩到西瓜皮或光滑的冰面上时,左脚就会打滑,身体后倾摔倒,这就说明此时左脚相对于地面有向前运动的趋势,此时左脚受到的摩擦力是静摩擦力,方向向后。

左脚静止后很短时间,由于重心的转移,此时左脚成为支撑点,人迈开右脚,同理可得:此过程左脚受到向前的静摩擦的作用,而右脚接触地的短暂时间内先受到向后的滑动摩擦力的作用,后受到向后的静摩擦力的作用。

这样循环下去。

人的行走是一个比较复杂的过程,其中有静摩擦力也有滑动摩擦力,而静摩擦力方向有向前和向后。

当然滑动摩擦力与地面相对位移极小,向后的静摩擦力的作用时间也很短,对人起主要作用效果的是向前的静摩擦力,所以一般认为人走路时受到的是向前的静摩擦力作用。

二、人走路时摩擦力产生不产生加速度首先解决人能不能匀速前进的问题。

第一,假如人能够匀速前进,那么人受到的一定是平衡力,根本不能受到摩擦力的作用。

一对相互作用的摩擦力做功的特点

一对相互作用的摩擦力做功的特点

一对相互作用的摩擦力做功的特点湖北枣阳二中 张锋在高中阶段,许多学生对于相互作用力的做功情况尤其是一对相互作用的摩擦力做功的情况感觉很模糊,甚至是束手无策。

现在我就一对相互作用的摩擦力做功的特点发表一下我的看法。

一.一对静摩擦力做功特点(1) 单个静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。

例如在斜面上静止不动的物体,静摩擦力不做功;与倾斜的传送带一起匀速上升的物体,静摩擦力做正功;与倾斜的传送带一起匀速下降的物体,静摩擦力做负功。

(2) 相互摩擦的系统内,一对静摩擦力所做功的代数和总为零,即021=+W W 。

由于受静摩擦力的物体相对静止,所以他们的位移相等,而一对静摩擦力等大反向,故有0)(21=⋅-+⋅==s f s f W W 。

(3) 在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的相互转移(静摩擦力起着传递机械能的作用),而没有机械能转化为其他形式的能。

二.一对滑动摩擦力做功特点(1) 滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动,但不一定阻碍物体的运动,故单个滑动摩擦力可以对物体做正功,也可以对物体做负功,当然也可以不做功。

例如沿粗糙的斜面下滑的物体,滑动摩擦力对物体做负功而对斜面不做功。

(2) 相互摩擦的系统内,一对滑动摩擦力所做功的代数和总为负值,其绝对值恰等于于相对位移的乘积,即恰等于系统因摩擦而损失的机械能。

(Q W W -=+21,其中Q 就是在摩擦过程中产生的内能)。

(3) 一对滑动摩擦力做功的过程中,能量的转化有两种情况:一是相互摩擦的物体之间机械能的转移;二是机械能转化为内能。

转化为内能的数值等于滑动摩擦力于相对位移的乘积,即相对s F Q f ⋅=。

例如:质量为1m 的木板A 静止在光滑的水平面上,A 的上表面动摩擦因数为u,质量2m为物体B 左端以0v 水平冲上A 的上表面,当B 恰好到达A 的右端时二者相对静止。

求:(1)该过程中摩擦力分别对A,B 和系统做的功;(2)系统产生的内能。

关于摩擦力作功问题的讨论

关于摩擦力作功问题的讨论

关于摩擦力作功问题的讨论XXX学号: 1412310733001永济市XX中学山西 044500摘要:本文主要讨论了摩擦力作功的问题.主要从具体实例入手对摩擦力做正功、做负功和不做功等问题进行了剖析,分别说明了滑动摩擦力和静摩擦力均有不做功,做正功和做负功的情况,指出了静摩擦力做功与滑动摩擦力做功的主要区别。

并提出了分析摩擦力做功的基本方法。

关键词:摩擦力;滑动摩擦力;静摩擦力;做功;不做功……引言:摩擦力和摩擦力作功本身就是一个很复杂的问题,人们常会出现以下几种模糊不清的认识:“滑动摩擦力和滚动摩擦力总是阻碍物体运动的,所以滑动摩擦力和滚动摩擦力一定做负功”,“静摩擦力一定不做功”等,很多学生对静摩擦力和动摩擦力做不做功,做什么功等具体情况分析不清楚,因此,本文从日常生活中的实例入手,对摩擦力做功的问题进行分析讨论.正文:由牛顿第二定律我们知道,力是改变物体运动状态的原因。

显然,要使物体由静止开始运动,就要给予物体动力,或推或拉。

一旦动力消失,运动就会慢慢停下来。

我们并未施加任何使物体停止的作用力,那是什么使物体停下来了呢?是物体与物体之间产生的作用力,这个力阻止了物体的运动,使它最终停下来,这个力就是摩擦力。

发生在物体接触面之间的这种现象就叫摩擦。

通过对现实生活中物体运动的具体情况分析,我们发现摩擦力可以分静摩擦和动摩擦两种。

若两相互接触,而又相对静止的物体,在外力作用下如只具有相对滑动趋势,而又未发生相对滑动,则它们接触面之间出现的阻碍发生相对滑动的力叫做静摩擦力。

例如,拿在手中的瓶子、毛笔不会滑落,就是静摩擦力作用的结果。

能把线织成布,把布缝制成衣服,也是靠纱线之间的静摩擦力的作用,皮带运输机是靠货物和传送皮带之间的静摩擦力把货物送往别处。

若两相互接触,而又相对运动的物体,在外力作用下发生了相对运动,则它们接触面之间出现的阻碍发生相对运动的力叫做动摩擦力。

例如每天女士往脸上擦化妆品,手不断地在脸上擦来,手和脸之间的摩擦就是滑动摩擦力你每天玩电脑时鼠标不断地在鼠标垫上运,之间的摩擦就是滑动摩擦力滑动摩擦力与静摩擦力的最主要的区别就是是否发生相对滑动!滑动摩擦力是两个相互接触的物体,接触面有弹力存在且相互发生相对滑动。

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静摩擦力、滑动摩擦力做功问题的讨论
教学目的:
1、掌握静摩擦力、滑动摩擦力做功的计算方法。

2、理解一对摩擦力做功的讨论及扩展到一对相互作用力做功情况的讨论。

3、理解摩擦力做功与路程有关的含义。

4、重视理论联系实际的教学。

教学过程:
一、 回顾摩擦力和功的概念:
摩擦力可分为静摩擦力和滑动摩擦力,方向与物体的相对运动趋势方向或相对运动方向相反。

αcos Fs W =(其中F 为力的大小,s 为物体位移的大小,α为力和位移的夹角)
二、关于摩擦力做功的讨论:
1、静摩擦力做功情况:
模型1:如图,一个质量为m 的物体在水平外力F 作用下静止在地面上,求物体所受的摩擦力f 和地面所受的摩擦力f ’的做功是多少?
模型2:如图,物体A 、B 相对静止,在水平外力F 的作用下沿光滑水平面向前滑行了S 的位移,求A 所受的摩擦力f 和B 所受的摩擦力f ’的做功是多少?
综上所述:静摩擦力做功情况: 。

一对静摩擦力对系统做功情况: 。

2、滑动摩擦力做功情况:
W f = W f’ = 这一对静摩擦力对系统做功总和
为:
W f = W f’ = 这一对静摩擦力对系统做功总和为:
模型3:如图,一质量为m 的物体在水平外力F 作用下沿水平面匀速运动了S 的距离,求物体所受的摩擦力f 和地面所受的摩擦力f ’的做功是多少?
模型4:如图,木板B 长为L ,静止在光滑水平面上,一个小物体A 以速度v 0滑上B 的左端,当A 恰好滑到B 的右端时恰好相对B 静止,此时物体B 运动了S 的位移,试判断A 、B 间摩擦力的做功情况。

模型5:光滑水平面上静止有两物体A 、B ,B 板长度为L ,现给A 加上一水平向右的力F 1,给B 加上水平向左的力F 2,如图所示,两物体从静止开始运动,直到两物体分离,试分析A 、B 间摩擦力的做功情况。

综上所述:滑动摩擦力做功情况: 。

一对滑动摩擦力对系统做功情况: 。

W f = W f’ = 这一对静摩擦力对系统做功总和为: B 对A 的摩擦力:W f = A 对B 的摩擦力:W f’ = 这一对静摩擦力对系统做功总和为: V 0 V A 的摩擦力:W f = B 的摩擦力:W f’ = 为:
三、例题探讨:
①一对作用力和反作用力的做功问题。

例1、关于一对作用力和反作用力做的功,下列说法中正确的是:( )
A 、如果一个力做正功,则另一个力必做负功
B 、一对作用力与反作用力做功的代数和一定为零
C 、这两个力可能同时做正功或同时做负功
D 、一对作用力与反作用力做功的代数和不一定为零
②相互摩擦的系统内,一对滑动摩擦力所做的功总是负值,其绝对值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积,即恰等于系统损失的机械能。

例2、如图所示,质量为M 的木块放在光滑水平面上,质量为m 的子弹以速度v 0沿水平方向射中木块,并停留在木块中与木块一起以速度v 运动。

已知当子弹相对于木块静止时,木块前进的距离为l ,子弹进入木块的深度为s ,如果木块对子弹的阻力恒为f ,那么下列关系式中正确的是:( )
A 、22
1Mv fl = B 、22
1mv fs = C 、220)(2
121v m M mv fs +-= D 、2202
121)(mv mv s l f -=+ 例3、如图所示,电动机带有绷紧着
的传送皮带,始终保持v 0=2m/s 的速度运
行,传送带与水平面间的夹角为300,现
把一个质量m=10kg 的工件轻轻地放到皮 带的底端,经过一段时间,工件被送到高
h=2m 的平台上,已知工件与传送带之间的 动摩擦因数为23
,除此之外,不计其它损耗,则皮带传送工件过程中产生的内
能是 J ,电动机增加消耗的电能是 J 。

(g 取10m/s 2)
③滑动摩擦力做功与物体所走的路程有关。

例4、如图所示,AB是倾角为θ的粗糙直轨道,BCD是光滑圆弧轨道,AB 恰好在B点与圆弧相切,圆弧的半径为R,一个质量为m的物体(可视为质点)从直轨道上的P点由静止释放,结果它能在两轨道间做往返运动,已知P点与圆弧的圆心O等高,物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ,求:
①物体做往返运动的整个过程中,在AB轨道上通过的总路程。

②最终当物体通过圆弧轨道最低点E时对圆弧轨道的压力。

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