摩擦力做功问题的探究

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  〔关键词〕 运动趋势;系统;机械能;内能
  〔中图分类号〕 G633.7〔文献标识码〕 C
  〔文章编号〕 1004—0463(2008)03(A)—0057—01
  
  在物理教学中,摩擦力做功是一种既简单,又极易出错的问题。尽管教学中对摩擦力的方向判定、大小计算及功的计算都已足够重视,但学生在解决有关摩擦力做功的具体问题时,还是出现一些错误。现在就谈几点笔者对摩擦力做功问题的看法,以求排除潜意识中的错误,消除错误的思维定势。
  
  一、生活习惯留给人们错误的思维定势
  
  在日常生活中,人们习惯地认为摩擦力就是阻力,它的方向与其运动方向一定相反,摩擦力的作用效果总是阻碍物体的运动或运动趋势,则摩擦力对物体一定做负功。显然,这是对摩擦力肤浅的认识和片面理解所造成的。正确的理解是:摩擦力的方向总是跟物体相对运动或相对运动趋势的方向相反,而与其运动方向没有任何因果关系;摩擦力的作用效果总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,但并不一定阻碍运动或运动趋势。所以,摩擦力的方向可能同物体的运动方向相同,也可能同物体的运动方向相反,还可能同物体的运动方向垂直。摩擦力对物体可以做正功,也可以做负功,还可以不做功,而且摩擦力做功与路径有关。
  
  二、摩擦力做功的特点
  
  1. 静摩擦力做功的特点
  (1)静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。
  例1:物块A叠放在物块B上,并将它们放在光滑水平面上,其质量之比为mA∶mB=1∶2。现用水平向右的拉力F拉物块B,使物块A、B一起运动,若力F做的功为W。求在此过程中,A、B间的摩擦力分别对A、B做的功各是多少?
  
  2. 滑动摩擦力做功的特点
  (1)滑动摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。
  (2)在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。在相互摩擦的系统内。一对滑动的摩擦力所做的总功是负值,即系统的机械能会减少,减少的这部分机械能转化为内能。其值恰好等于滑动摩擦力与相对位移的乘积,即Q=?驻E=fS。
  
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