2022年高考物理复习专题—摩擦力做功.docx
精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载高考物理复习专题摩擦力做功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,仍可以不做功；相互摩擦的系统内,一对滑动摩擦力所做的功总为负值,其肯定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A 点滑至 B 点,在木板上前进了L, 而木板前进了x,如图,如滑块与木板间的动摩擦因素为,求滑动摩擦力对滑块、对木板做功各是多少？L A B x 分析：以木块A 为争论对象,木块A 受到的滑动摩擦力的方向水平向左,大小为mg ,滑块的对地位移为 x+L, 方向水平向右依据功的定义式WFScosmg xLcos180mg xLmg,木板的对位置移以木板 B 为争论对象, 木板 B 受到的滑动摩擦力的方向水平向右,大小也为为 x,方向水平向右依据功的定义式WFScosmgxcos0mgx补充问题：求解这对相互作用的滑动摩擦力做的总功W 总mg xLmgxmgL<0 B、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,仍可以不做功2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： 1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,所以静摩擦力肯定不会对物体 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,仍可以不做功,关键是看物体受到名师归纳总结 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；第 1 页,共 4 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载2一对静摩擦力的合功；例：如下列图, 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,就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的对位置移相等,故这对相互作用的静摩擦力做功的和为零；BAF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肯定是相等的,但互为作用力和反作用力的一对摩擦力的方向肯定相反,所以,假如作用力做正功,反作用力肯定做负功,而且负功的肯定值等于正功的大小；即：一对静摩擦力做功之代数和一定为零；详细来说,一对静摩擦力做功代数和为零包含两种情形：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,静摩擦力供应向心力的情形）,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1、关于摩擦力对物体做功,以下说法中正确选项（ 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、静摩擦力对物体肯定不做功 D、静摩擦力对物体可以做正功,也可以做负功2、如下列图的水平传送装置,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；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= mg A v B 分两种情形进行争论：（1）、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 的过程中始终受摩擦力作用,就摩擦力对零件所做的功 W Fl mgl（2）、零件在到达 B 处之前已经达到传送带的速度 v,就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,就摩擦力对零件所做的功WFlmgv21mv22g23、如下列图,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,就 传送带对物体做功情形可能是（ACD）（A）始终不做功（B）先做负功后做正功名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载（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；应选 D同理 C也有可能；4、如下列图,一子弹以水平速度射入放置在光滑水平面上原先静止的木块,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 ,就木块对子弹的 摩擦力做的功为,子弹对木块的摩擦力做的功为；d L 解析 f 受力分析,如下列图；L+d f' L （1）子弹相对地面的位移为L+d,所以木块对子弹的摩擦力做的功为W=-fL+d （2）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 -fL+d fL5、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？f =G.sin 的位移 S 与【分析】货物受力如下列图因货物向右上方做匀速直线运动,故静摩擦力物体运动方向一样,就 Wf=fScos =（Gsin h/sin ）cos =Gh Wf > 0 ,做正功6. 静摩擦力对物体做负功如上图,如皮带反转,就可将高【分析】货物因匀速运动,故h 处货物匀速送到地面,求该过程静摩擦力做什么功f Gsin ,沿斜面对上,位移 S 方向沿斜面对下Wf=fScos180=-Gsin h/sin =Gh 名师归纳总结 Wf = - Gh < 0 f做负功第 3 页,共 4 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载7、静摩擦力可以对物体不做功如下列图,一水平圆盘绕其竖直轴以 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 = mR 静摩擦力方向与线速度方向垂直,任取一小段位移S,就有Wf=fScos =mR Scos90 =0 即静摩擦力对物体不做功8、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V0 沿水平方向飞上木板,由于摩擦,最终质量为 m的物体停留在木板上,并一起以速度 V1 前进,求摩擦力对 M所做的功【分析】木板 M向右运动,肯定受到 m对它的摩擦力 f 的作用,由于地面光滑没有摩擦力,就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 1 -0 这种情形下,滑动摩擦力对物体做正功9、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 180 ,所以做负功利用动能定理也可以说明由于物体受到三个力：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 = mv1 - mv0 0 这种情形下,滑动摩擦力对物体做负功名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 4 页
