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作用力、反作用力的做功问题抽象、难懂,此类习题主要围绕以下两方面主题:一是作用力、反作用力功的联系;二是作用力、反作用力功代数和的规律。如下例:
例:下列关于作用力、反作用力的做功问题中,说法正确的是( )
A.作用力做功,反作用力必定做功。
B.作用力做正功,反作用力一定做负功。
C.作用力、反作用力功的代数和一定为零。
D.单纯根据作用力的做功情况不能判定反作用力的做功情况。
如何把这一抽象、难懂的问题变得清楚明白呢?应把这个问题放到具体的物理情境中去分析。
一、作用力做负功,反作用力也做负功
如图1所示,在水平面上叠放着两个物块,A、B两物块接触面粗糙,现对A、B两个物块分别施加两个方向相反的外力F1、F2,使A、B两个物块互相错开。此过程中A对B的摩擦力做负功,其反作用力即B对A的作用力也做负功。
二、作用力做负功,反作用力不做功
如图2所示,一斜面体B放在粗糙的水平面上,另一小木块A从斜面体的顶端匀速滑到底端,已知斜面体B始终保持静止状态。在此过程中斜面体对A的摩擦力做负功,其反作用力即A对B的摩擦力不做功。
三、作用力做正功,反作用力不做功
如图3所示,把两个磁性很强的磁铁分别放在两辆小车上,一辆小车固定在地面上,另一辆小车可以在水平面上自由运动,磁铁的同性磁极相对并相互靠近。释放自由运动的小车后,它便在斥力作用下远离固定小车。在此过程中固定小车对自由小车的斥力做正功,其反作用力即自由小车对固定小车的斥力不做功。
四、作用力做负功,反作用力做正功
如图4所示,质量为M的长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长木板表面从A点滑至B点,在木板上前进了L,而木板前进了S,此过程中滑块所受摩擦力f水平向左,位移方向向右,因此,长木板对木块的摩擦力所做的负功W1=-f(s+L);f的反作用力即木块对长木板的摩擦力做正功W2 = f s。作用力功与反作用力功的代数和W1+W2<0。
五、作用力不做功,反作用力也不做功
如图5所示,质量为m的木块放在粗糙的水平面上,现对木块施加一水平的拉力F,但木块仍保持静止状态。此过程地面对木块的摩擦力不做功,其反作用力即木块对地面的摩擦力不做功。
通过以上分析可知,作用力、反作用力的功没有必然联系,应具体问题具体分析。作用力、反作用力功代数和可等于零,可大于零,可小于零。上面例题应选D项。
(作者单位:063300 河北省唐山市丰南区第一中学)
例:下列关于作用力、反作用力的做功问题中,说法正确的是( )
A.作用力做功,反作用力必定做功。
B.作用力做正功,反作用力一定做负功。
C.作用力、反作用力功的代数和一定为零。
D.单纯根据作用力的做功情况不能判定反作用力的做功情况。
如何把这一抽象、难懂的问题变得清楚明白呢?应把这个问题放到具体的物理情境中去分析。
一、作用力做负功,反作用力也做负功
如图1所示,在水平面上叠放着两个物块,A、B两物块接触面粗糙,现对A、B两个物块分别施加两个方向相反的外力F1、F2,使A、B两个物块互相错开。此过程中A对B的摩擦力做负功,其反作用力即B对A的作用力也做负功。
二、作用力做负功,反作用力不做功
如图2所示,一斜面体B放在粗糙的水平面上,另一小木块A从斜面体的顶端匀速滑到底端,已知斜面体B始终保持静止状态。在此过程中斜面体对A的摩擦力做负功,其反作用力即A对B的摩擦力不做功。
三、作用力做正功,反作用力不做功
如图3所示,把两个磁性很强的磁铁分别放在两辆小车上,一辆小车固定在地面上,另一辆小车可以在水平面上自由运动,磁铁的同性磁极相对并相互靠近。释放自由运动的小车后,它便在斥力作用下远离固定小车。在此过程中固定小车对自由小车的斥力做正功,其反作用力即自由小车对固定小车的斥力不做功。
四、作用力做负功,反作用力做正功
如图4所示,质量为M的长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长木板表面从A点滑至B点,在木板上前进了L,而木板前进了S,此过程中滑块所受摩擦力f水平向左,位移方向向右,因此,长木板对木块的摩擦力所做的负功W1=-f(s+L);f的反作用力即木块对长木板的摩擦力做正功W2 = f s。作用力功与反作用力功的代数和W1+W2<0。
五、作用力不做功,反作用力也不做功
如图5所示,质量为m的木块放在粗糙的水平面上,现对木块施加一水平的拉力F,但木块仍保持静止状态。此过程地面对木块的摩擦力不做功,其反作用力即木块对地面的摩擦力不做功。
通过以上分析可知,作用力、反作用力的功没有必然联系,应具体问题具体分析。作用力、反作用力功代数和可等于零,可大于零,可小于零。上面例题应选D项。
(作者单位:063300 河北省唐山市丰南区第一中学)