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摩擦力做功.doc

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上传者: Emma春玲 2017-09-25 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《摩擦力做功doc》,可适用于综合领域,主题内容包含摩擦力做功专题摩擦力做功教学目标理解静摩擦力和滑动摩擦力做功的特点会在具体情景中分析摩擦力对物体所做的功教学过程复习引入:(出示问题)、摩擦力的分类符等。

摩擦力做功专题摩擦力做功教学目标理解静摩擦力和滑动摩擦力做功的特点会在具体情景中分析摩擦力对物体所做的功教学过程复习引入:(出示问题)、摩擦力的分类、摩擦力的方向、摩擦力的大小、判断一个力是否做功及做功正负的方法、计算功的方法及注意事项A、滑动摩擦力做功的特点:滑动摩擦力可以对物体做正功也可以对物体做负功还可以不做功。相互摩擦的系统内一对滑动摩擦力所做的功总为负值其绝对值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积。例:质量为M的长木板放在光滑的水平面上一个质量为m的滑块以某一初速度沿木板表面从而木板前进了x如图若滑块与木板间的动摩擦因素为A点滑至B点在木板上前进了L,,求滑动摩擦力对滑块、对木板做功各是多少,LABx分析:以木块A为研究对象木块A受到的滑动摩擦力的方向水平向左大小为滑块的,mg对地位移为xL,方向水平向右WFSmgxLmgxL,,:,,cos()cos(),,,根据功的定义式以木板B为研究对象木板B受到的滑动摩擦力的方向水平向右大小也为木板,mg的对地位移为x方向水平向右WFSmgxmgx,,:,coscos,,,根据功的定义式补充问题:求解这对相互作用的滑动摩擦力做的总功WmgxLmgxmgL,,,,,,,()<总WmgxLmgxmgL,,,,,,,()注:实际上=Q,即产生的热量总B、静摩擦力做功的特点:(静摩擦力可以做正功也可以做负功还可以不做功((相互摩擦的系统内一对静摩擦力所做功的和总是等于零(解析:(单个静摩擦力做功有不少初学者认为静摩擦力是产生于“静止”的物体之间所以静摩擦力一定不会对物体做功。其实不然请看下面的情境:用大拇指和食指捏起一支铅笔让铅笔呈竖直状态。当手和铅笔向上匀速运动时铅笔受到向上的静摩擦力作用位移也向上静摩擦力是动力对铅笔做正功当手和铅笔向下匀速运动时铅笔受到向上的静摩擦力作用位移向下静摩擦力是阻力对铅笔做负功当手和铅笔不运动或一起在水平面内运动时铅笔受到向上的静摩擦力作用但在力的方向上位移为零静摩擦力对铅笔不做功。由此可见静摩擦力可以对物体做正功也可以做负功还可以不做功关键是看物体受到的静摩擦力和它运动方向的关系。当物体在静摩擦力的方向上有位移时静摩擦力就要对物体做功。(一对静摩擦力的合功。例:如图所示A和B叠放在一起置于光滑水平桌面上在拉力F的作用下A和B一起向右加速运动则B对A的静摩擦力做正功A对B的静摩擦力做负功。由于A、B的对地位移相等故这对相互作用的静摩擦力做功的和为零。BFA静摩擦力存在于无相对运动而有相对运动趋势的物体之间因此产生摩擦力的两个物体的位移一定是相等的但互为作用力和反作用力的一对摩擦力的方向一定相反所以如果作用力做正功反作用力一定做负功而且负功的绝对值等于正功的大小。即:一对静摩擦力做功之代数和一定为零。具体来说一对静摩擦力做功代数和为零包含两种情况:一是每个静摩擦力都不做功(例推箱子而未动静摩擦力对箱子、对地面均不做功或者物体随转盘一起做匀速圆周运动静摩擦力提供向心力的情况)二是两个静摩擦力一个做正功一个做负功但数值相等其代数和为零。目标检测:、关于摩擦力对物体做功以下说法中正确的是(D)A、滑动摩擦力总是做负功B、滑动摩擦力要么做负功要么做正功C、静摩擦力对物体一定不做功D、静摩擦力对物体可以做正功也可以做负功、如图所示的水平传送装置AB间距为L传送带以v匀速运转把一质量为m的零件无初速度地放在传送带的A处已知零件与传送带之间的动摩擦因素为试求从A到B的过程中,摩擦力对零件所做的功。AB分析:当零件与传送带之间存在摩擦力时摩擦力的大小为F=,mgv分两种情况进行讨论:()、零件在到达B处时的速度小于或刚好等于传送带的速度v即零件在从A到B的过程中一直受摩擦力作用则摩擦力对零件所做的功WFlmgl,,,()、零件在到达B处之前已经达到传送带的速度v则零件只是在达到速度v之前的一段时间内受摩擦力作用此后零件与传送带以相同的速度v运动。零件就不受摩擦力作用即无滑动摩擦力存在也无静摩擦力存在则摩擦力对零件所做的功v,,,,,,WFlmgmvg,、如图所示物体沿弧线形轨道滑下后进入足够长的水平传送带传送带以图示方向匀速运转则传送带对物体做功情况可能是(ACD)(A)始终不做功(B)先做负功后做正功(C)先做正功后不做功(D)先做负功后不做功解析:物体滑向传送带后其速度可能大于、等于或小于传送带的速度。当等于传送带的速度时无摩擦力故不做功。当大于传送带的速度时物体所受摩擦力向左故做负功最终速度相等后不做功。故选D同理C也有可能。、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木块对子弹的摩擦力大小为f则木块对子弹的摩擦力做的功为子弹对木块的摩擦力做的功为。dL解析受力分析如图所示。Ldff'L()子弹相对地面的位移为Ld所以木块对子弹的摩擦力做的功为W=f(Ld)()木块相对地面的位移为L所以子弹对木块的摩擦力做的功为W=fL答案f(Ld)fL、静摩擦力对物体做正功码头工人常用皮带机将货物运之高处皮带由卷扬机牵引能匀速顺时针转动货物一放上皮带即可与之一起运动保持相对静止(求皮带对货物在运往h高处时做什么功,【分析】货物受力如图所示(因货物向右上方做匀速直线运动故静摩擦力f=Gsinθ的位移S与物体运动方向一致则Wf=fScosθ=(Gsinθhsinθ)cosθ=GhWf>做正功静摩擦力对物体做负功如上图若皮带反转则可将高h处货物匀速送到地面求该过程静摩擦力做什么功(【分析】货物因匀速运动故f,Gsinθ沿斜面向上位移S方向沿斜面向下Wf=fScos=Gsinθhsinθ=GhWf=Gh<f做负功、静摩擦力可以对物体不做功如图所示一水平圆盘绕其竖直轴以ω匀速转动距离轴R处有一质量为m的物体随盘一起转动求在这一过程中摩擦力对物体做的功(【分析】对m进行受力分析可知m所受的摩擦力为f=mRω(静摩擦力方向与线速度方向垂直任取一小段位移S则有Wf=fScosθ=mRωScos=即静摩擦力对物体不做功、在光滑地面上放置一质量为M的长木板另一质量为m的木块以初速度V沿水平方向飞上木板由于摩擦最后质量为m的物体停留在木板上并一起以速度V前进求摩擦力对M所做的功(【分析】木板M向右运动一定受到m对它的摩擦力f的作用由于地面光滑没有摩擦力则木板所受的合力即为m对它的摩擦力f由动能定理得:fS=MV这种情况下滑动摩擦力对物体做正功、在上题中m所受的滑动摩擦力方向水平向左与物体的位移方向相反(夹角为所以做负功(利用动能定理也可以说明(因为物体受到三个力:重力方向竖直向下弹力方向竖直向上滑动摩擦力方向水平向左(所以重力和弹力的合力为零(m所受的合力即为m所受的滑动摩擦力由动量定理得:Wf=mvmv,这种情况下滑动摩擦力对物体做负功、在粗糙的桌面上运动的小木块,小木块m受到桌面对它的摩擦力桌面也受到小木块对桌面的摩擦力f但是由于桌面没有发生位移所以摩擦力f对桌面不做功、例:试分析人走路时若鞋与地面间不打滑人与地面间的静摩擦力做功吗,这一个常识性的问题看起来不值得讨论但不仔细去分析则很容易出错。有人认为人走路时受到向前的静摩擦力而人的速度也是向前有向前的位移摩擦力是做正功的。但仔细想一想就不难发现在鞋与路面接触时地面与鞋间有静摩擦力的作用但在这段时间内鞋底所受摩擦力的作用点相对于地面是不动的而脚抬起向前迈出时鞋在空中便不受静摩擦力的作用随着人的前进人与地面间的静摩擦力不断改变受力点但受力点在静摩擦力作用下并无位移故地面与脚之间的一对静摩擦力对人和对地面都不做功。汽车行驶过程与人走路是类似的在汽车前进的过程中车轮与地面间的静摩擦力也是不做功的汽车的动能是由燃烧燃料释放的化学能转化而来的。摩擦力在中间只是为这个过程中能量转化为汽车平动的动能提供了一个条件

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