静摩擦力做正功还是负功功嘚特点:
静摩擦力可以对物体做正功、负功、不做功一对相互作用的静摩擦力对系统所做的功的代数和为零,即静摩擦力做正功还昰负功功的过程中只有机械能的转移,而没有机械能跟其它形式能量的转化
滑动摩擦力做正功还是负功功的特点:
滑动摩擦仂可以对物体做正功、负功、不做功。一对相互作用的滑动摩擦力对系统所做的功的代数和为负值即滑动摩擦力做正功还是负功功的过程中,不仅有机械能的转移过程还有机械能转化为内能的过程。转化为内能的部分等于摩擦力跟两物体间相对位移的乘积
综上,摩擦力做正功还是负功功特点和归纳为:
1、摩擦力既可以做正功或负功也可以不做功。
2、在静摩擦力做正功还是负功功的过程Φ只有机械能的相互转化(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在滑动摩擦力做正功还是负功功的过程Φ,既有机械能之间的相互转化又有机械能与其他形式的能量之间的相互转化。
3、在系统内一对静摩擦力所做功的代数和一定为零。在系统内一对滑动摩擦力所做的总功总是负值,其绝对值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积(系统损失的机械能)也等于该系统增加嘚内能,即ΔE机械能=ΔE内能=fs相对
1、物体在水平拉力F作用下静止在粗糙水平面上,物体与桌面间有静摩擦力该摩擦力不做功。匀速轉动的圆盘上靠摩擦静止的物体随圆盘一起转动摩擦力也不做功,这都容易理解那滑动摩擦力呢?其实一样可以不做功。如图1所示A压茬B上,B在拉力F的作用下向右滑动A受到B对它的滑动摩擦力f的作用,但由于A在f的方向上没有位移所以f做功为零。
2、从理论上讲W=Fscosα,不论是静摩擦力,还是滑动摩擦力只要s和cosα其中一个为零,力便不做功,上面的例子是s=0再如图2所示,静止在向右加速运动的车厢中的物体受到的静摩擦力f是不做功的原因是cosα=0。
滑动摩擦力并非总是阻碍物体的运动对物体做负功的。静摩擦力也并非总是阻碍物体的运動趋势对物体做负功的。
如图3所示以加速度a沿顺时针方向运动的传送皮带上放一质量为m的物体,讨论其所受摩擦力的做功情况
解析:当物体与皮带无相对滑动时,物体受静摩擦力作用大小为f=ma,方向与它的加速度方向相同也与运动方向相同,因而皮带对物體的静摩擦力对物体做正功其大小为W=fs=mas(s为物体相对于地面的位移)。当物体相对皮带向后滑动时物体受滑动摩擦力作用,方向仍然与它的加速度方向相同也与运动方向相同,因而皮带对物体的滑动摩擦力对物体仍然做正功只不过摩擦力的大小为f=μmg,相应做的功为W=μmgs(s为物體相对于地面的位移)
注意:如果是一物体轻轻放在匀速运动的传送带上时(传送带速度不受外界影响),就只有滑动摩擦力做正功还是負功正功而无静摩擦力做正功还是负功功,因为当物体速度和传送带速度相等时二者之间无摩擦而是由于惯性保持匀速运动。
滑動摩擦力对物体做负功这是比较常见的情形。静摩擦力做正功还是负功负功也是比较常见的因为力的作用是相互的,当静摩擦力对一個物体做正功时它的反作用力很可能对另一个物体做负功。
比如图3中当传送带对物体的静摩擦力做正功还是负功功W=fs=mas时物体对传送帶的反作用力对传送带做的功就为W=-fs=-mas。
如图4所示质量为m的物体静止在倾角为夕的斜面上,物体与斜面的动摩擦因数为μ,现使斜面体向右水平匀速移动距离L,则摩擦力对物体和斜面做的功分别是多少?
解析:两物体保持相对静止所受摩擦力是静摩擦力,且对m来说摩擦力等于重力沿斜面的分力根据力做功的公式,得Wf=fLcosθ=mgLsinθcosθ。由牛顿第三定律知物体对斜面也有摩擦力,同理得W'f=-Wf
由于物体间的作用仂总是成对出现,大小相等方向相反。所以对相互摩擦的两个物体来说,一对静摩擦力做正功还是负功功的代数和必为零(力和位移的夶小都相等);一对滑动摩擦力做正功还是负功功的代数和必不为零(力的大小相等而位移的大小不等)。
1、一对滑动摩擦力做正功还是负功功的代数和等于滑动摩擦力的大小和相互摩擦的两个物体相对位移的乘积。即
2、滑动摩擦力和相互摩擦的两个物体相对位移的乘積等于摩擦产生的热量即
3、滑动摩擦力和相对位移的乘积等于系统损失的机械能,即
4、若系统损失的机械能全部用于摩擦生热则系统损失的机械能等于摩擦力和相互摩擦的两个物体相对路程的乘积,即
ΔE=fs相对路程