一对摩擦力做功与产生内能的关系.pdf

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1、一对摩擦力做功与产生内能的关系 一、系统内一对静摩擦力做功与产生内能的关系：系统内一对静摩擦力即使对物体做功，但由于相对位移为零而没有热能产生，只有物体间机械能的转移。例 如右图所示，物体 A、B 叠放在一起放在水平面C 上，用水平向右的力 F 拉物体 B，使物体 A、B 以共同的加速度向右运动，发生了一段位移 S，在此过程中，物体间有相互作用的静摩擦力、，物体 A 在 作用下，发生位移 S，对物体 A 做正功 W1 s，而同时 对物体 B 的运动起了阻碍作用，因此在 B 前进 S 的过程中，对物体 B 做负功W2 S，而这一对静摩擦力对 A、B 所组成的系统作功的总量 WW1W20。这种情况

2、下，尽管静摩擦力分别对 A、B 做功，但没有机械能转化为内能（即没有摩擦生热）。二、系统内一对滑动摩擦力做功与产生内能的关系：作用于系统的滑动摩擦力和物体间相对滑动的位移的乘积，在数值上等于滑动过程产生的内能。即QF 滑 S 相对，其中 F 滑必须是滑动摩擦力，S 相对必须是两个接触面的相对滑动距离（或相对路程）。例 如右图所示，质量为 m 的小木块 A 以水平初速0 冲上质量为 M、长为 L、置于光滑水平面C 上的木板 B，并正好不从木板B 上掉下，B间动摩擦因数为。求此过程中产生的内能。解析：在此过程中摩擦力做功的情况：设 A 和 B 所受的滑动摩擦力分别为 F、F，FFmg，A 在 F

3、的作用下减速，B 在 F的作用下加速；当 A 滑到 B 的右端时，A、B 达到一定的速度，就正好不从木板 B 上掉下，设此过程中木板 B 向前移动的距离为 S，滑动摩擦力 F 对木块 A 做负功 W1mg(s+L),而摩擦力 F对 B 做正功 W2mgs。摩擦力对系统所做的总功：WW1W2mg(s+L)mgsmgL。对 A、B 分别列出动能定理式子：mg(s+L)m02/2-m2/2 mgs=M2/2 由(1)式可知木块 A 克服摩擦力做的功等于它动能的减少量。由(2)式可知摩擦力对 B 板做的正功等于 B 板动能的增量。得:mgL=m02/2-(M+m)2/2 式中，m02/2-(M+m)2/2 为系统所损失的机械能由能量守恒定律可知，系统所损失的机械能将转化为内能，故过程产生的内能为：E 内mgL。答案：mgL 系统克服滑动摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量。这部分机械能就转变为系统的内能，这就是“摩擦生热”