要弄清摩擦力做功問題，必須理清摩擦力作用的特點(diǎn)和力對物體做功的一般求解方法．
摩擦力產(chǎn)生于兩個相互接觸的、有彈力作用的、接觸面粗糙的、且相互之間存在相對運(yùn)動或具有相對運(yùn)動趨勢的物體之間．某個物體所受滑動摩擦力的方向跟它相對于另一個物體的運(yùn)動方向相反；某物體受到靜摩擦力的方向與它跟另一物體的相對運(yùn)動趨勢方向相反．若是滑動摩擦力，其大小可用公式ｆ＝μＮ進(jìn)行計算；而靜摩擦力的大小取決于物體所受其它力和當(dāng)時物體的運(yùn)動狀態(tài)，然后應(yīng)用牛頓第二定律求解．
根據(jù)Ｗ＝Ｆｓｃｏｓα，求某一力所做的功必須明確什么力對物體做功．如討論摩擦力對物體做功時，不但要搞清摩擦力的大小和方向，而且要明確物體在摩擦力作用的過程中所發(fā)生的位移．位移的確定必須事先確定好參照系，在高中物理中我們往往以地面作為參照物．明確了力Ｆ和位移ｓ及它們之間的夾角α，求功已是顯而易見的問題了．
下面就不同情況，對摩擦力做功進(jìn)行分析討論．
一、滑動摩擦力可以對物體做負(fù)功
這種情況最為常見，當(dāng)滑動摩擦力阻礙物體運(yùn)動或物體克服滑動摩擦力運(yùn)動時，其對物體做負(fù)功．
'例1如圖1所示，一物塊放在靜止的粗糙水平桌面上，外力F把它拉著向右運(yùn)動，在產(chǎn)生位移ｓ的過程中，摩擦力對物塊做功情況如何？已知物塊的質(zhì)量為ｍ，與桌面之間的摩擦因數(shù)為μ．
分析與解物塊在水平桌面上運(yùn)動時，受到的滑動摩擦力大小為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．即摩擦力對物體做了負(fù)功．
二、滑動摩擦力可以對物體不做功
在例1中水平桌面雖然受到物體對它的滑動摩擦力作用，但桌面并沒有運(yùn)動，即在滑動摩擦力作用下，桌面相對于地面的位移ｓ＝０，則Ｗ＝０，因而滑動摩擦力對桌面不做功．
三、滑動摩擦力可以對物體做正功
當(dāng)滑動摩擦力的作用效果是加快物體運(yùn)動時，其對物體做正功．
例2如圖2所示，水平地面上有輛平板車，其粗糙的表面上放有一質(zhì)量為ｍ的木塊，當(dāng)平板車向右加速運(yùn)動的位移為ｓ時，發(fā)現(xiàn)木塊在它上面發(fā)生向左方向的相對運(yùn)動位移ｓ′，則滑動摩擦力對木塊的做功情況如何？
分析與解小車向右加速運(yùn)動時，木塊相對于小車向左滑動，所以木塊受到的滑動摩擦力方向向右，在小車運(yùn)動過程中，車上的木塊相對于地面的位移為ｓ－ｓ′，方向向右（如圖2所示）．所以，此過程中滑動摩擦力對木塊做正功，其大小為Ｗ＝Ｆｓｃｏｓα＝μｍｇ（ｓ－ｓ′）．同時滑動摩擦力對小車做負(fù)功Ｗ′＝μｍｇｓｃｏｓπ＝－μｍｇｓ，則一對滑動摩擦力分別對兩物體所做功之和為
Ｗ合＝Ｗ＋Ｗ′＝－μｍｇｓ′．?
即總功為負(fù)值．
從以上分析中可以悟出，物體之間的滑動摩擦力可以對其中某一物體做正功，也可以做負(fù)功，甚至可以不做功．但其對兩個物體不可能同時不做功，它可能對一個物體做正功，對另一個物體做負(fù)功；也可能同時對兩物體做負(fù)功，如在寒冷的冬天，用搓手的辦法取暖就是滑動摩擦力同時對兩只手做負(fù)功．總之，兩物體之間的滑動摩擦力至少對一個物體必須做功，并且對兩物體所做的總功一定是負(fù)值，這正是相對滑動時為什么會有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的原因．首頁上一頁12下一頁末頁共2頁
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