摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化問題.ppt

二、功能關(guān)系 1功是_ _的量度，即做了多少功就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化 2.力學(xué)中基本功能關(guān)系 、 Ek 、 Ep 、 E機 ,能量轉(zhuǎn)化,W合,-WG,W外,1 已知貨物的質(zhì)量為m,在某段時間內(nèi)起重機將貨物以a的加速度加速升高h,則在這段時間內(nèi)敘述正確的是(重力加速度為g)( ) A.貨物的動能一定增加mah-mgh B.貨物的機械能一定增加mah C.貨物的重力勢能一定增加mgh D.貨物的機械能一定增加mah+mgh,當堂反饋,2 一質(zhì)量均勻的不可伸長的繩索(其重力不可忽略)A、B兩端固定在天花板上，如圖543所示，今在最低點C施加一豎直向下的力將繩索拉至D點，在此過程中，繩索的重心位置將( ),圖543,A逐漸升高 B逐漸降低 C先降低后升高 D始終不變,專題 摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化問題,第七章 機械能及其守恒定律,靜摩擦力做功的特點,如圖1，放在水平桌面上的物體A在水平拉力F的作用下未動，則桌面對A向左的靜摩擦力做不做功？ 如圖2，A和B疊放在一起置于光滑水平桌面上，在拉力F的作用下，A和B一起向右加速運動，則B對A的靜摩擦力做不做功？ A對B的靜摩擦力做不做功？ 靜摩擦力做功的特點是： 靜摩擦力可以做正功，也可以做負功，還可以不做功。 相互作用的一對靜摩擦力做功的代數(shù)和總等于零。 在靜摩擦力做功的過程中，只有機械能的相互轉(zhuǎn)移（靜摩擦力起著傳遞機械能的作用），而沒有機械能轉(zhuǎn)化為其它形式的能。,滑動摩擦力做功的特點,如圖3，物塊A在水平桌面上，在外力F的作用下向右運動，桌面對A向左的滑動摩擦力做不做功？A對桌面的滑動摩擦力做不做功？,滑動摩擦力做功的特點,如圖4，上表面不光滑的長木板， 放在光滑的水平地面上，一小鐵 塊以速度V 從木板的左端滑上木 板，當鐵塊和木板相對靜止時木 板相對地面滑動的距離為S，小 鐵塊相對木板滑動的距離為d ， 滑動摩擦力對鐵塊所做的功為： Wf鐵f(Sd) 根據(jù)動能定理，鐵塊動能的變化量為： Ek鐵Wf鐵f（Sd） ,式表明，鐵塊從開始滑動到相對木板靜止的過程中，其動能減少。那么，鐵塊減少的動能轉(zhuǎn)化為什么能量了呢？,以木板為研究對象，滑動摩擦力對木板所做的功為： Wf板f S 根據(jù)動能定理，木板動能的變化量為： Ek板Wf板fS 將、兩式相加得： Ek鐵 Ek板f d ,式表明木板的動能是增加的，由于木板所受摩擦力的施力物體是鐵塊，可見鐵塊減小的動能有一部分（f S）轉(zhuǎn)化為木板的動能。,表明鐵塊和木板組成的系統(tǒng)的機械能的減少量等于滑動摩擦力與鐵塊相對木板的位移的乘積，這部分能量轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能。,滑動摩擦力做功的特點,綜上所述，滑動摩擦力做功有以下特點： 滑動摩擦力可以對物體做正功，也可以對物體做負功，還可以不做功。 相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi)，一對滑動摩擦力所做的功總為負值，其絕對值等于滑動摩擦力與相對位移d 的乘積，且等于系統(tǒng)損失的機械能。 一對滑動摩擦力做功的過程中，能量的轉(zhuǎn)化有兩種情況： 一是相互摩擦的物體間機械能的轉(zhuǎn)移； 二是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。,摩擦生熱,摩擦生熱是指滑動摩擦生熱，靜摩擦不會生熱。產(chǎn)生的熱Q 等于系統(tǒng)機械能的減少E機，又等于滑動摩擦力乘以相對位移d，即,鞏固練習(xí),1、關(guān)于滑動摩擦力的做功情況，下面說法正確的是：（ ） A滑動摩擦力只能做負功 B滑動摩擦力不可能不做功 滑動摩擦力可以做正功 D滑動摩擦力可以不做功 2、關(guān)于靜摩擦力的做功情況，下面說法正確的是：（ ） A靜摩擦力不可能做功 B靜摩擦力可以做正功 靜摩擦力可以做負功 D只要物體發(fā)生了位移，靜摩擦力就一定做了功,CD,BC,鞏固練習(xí),如圖所示，木塊A放在木塊B的左端，用恒力F將A拉至B的右端，第一次將B固定在地面上，F(xiàn)做功為W1，生熱為Q1；第二次讓B可以在光滑地面上自由滑動，這次F做功為W2，生熱為Q2，則應(yīng)有： AW1W2，Q1 Q2 BW1W2，Q1 Q2 CW1W2，Q1 Q2 DW1W2，Q1 Q2,鞏固練習(xí),一木塊放在光滑水平面上，一子彈水平射入木塊中，射入深度為d，平均阻力為f。設(shè)木塊離出發(fā)點距離為S 時開始勻速前進，下列判斷正確的是（ ） Af S 量度子彈損失的動能 Bf（Sd）量度子彈損失的動能 C f d 量度子彈損失的動能 D f d 量度子彈、木塊系統(tǒng)總機械能的損失,BD,鞏固練習(xí),水平傳送帶以速度v勻速傳動，一質(zhì)量為m的小木塊A由靜止輕放在傳送帶上，若小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為，如圖，在小木塊與傳送帶相對靜止時，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的能量為多少？,m,A,鞏固練習(xí),電機帶動水平傳送帶以速度v勻速傳動，一質(zhì)量為m的小木塊由靜止輕放在傳送帶上，若小木塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為，如圖所示，當小木塊與傳送帶相對靜止時，求： （1）小木塊獲得的動能； （2）摩擦過程中產(chǎn)生的摩擦熱. （3）這一過程中電機消耗的電能,鞏固練習(xí),如圖所示，水平方向的傳送帶以2m/s的速度勻速運動，把一質(zhì)量為2kg 的小物體輕輕放在傳送帶的左端，經(jīng)過4s 物體到達傳送帶的右端。已知物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)0.2（g取10m/s2）。求： （1）傳送帶的長度； （2）這一過程中摩擦力對物體所做的功； （3）這個過程中由于物體與傳送帶的摩擦而轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的數(shù)值。,7m,4J,4J,小結(jié),1、一個物體在另一個物體表面上相對運動時，發(fā)熱產(chǎn)生的內(nèi)能等于滑動摩擦力與兩物體相對位移的積。 2、靜摩擦力對物體做功沒有相對位移,因此不會產(chǎn)生內(nèi)能! （靜摩擦力起著傳遞機械能的作用） 3、系統(tǒng)發(fā)熱損失的能量Q=mgS相對=E初-E末 (E初和E末分別為系統(tǒng)始末狀態(tài)的機械能) 總之，功是一個過程量，滑動摩擦力對物體做功與路徑有關(guān)。只要我們認真審題，善于發(fā)現(xiàn)問題，不斷進行小結(jié)，就能發(fā)現(xiàn)滑動摩擦力做功規(guī)律，在規(guī)律下解題就會得心應(yīng)手,隨心所欲。,鞏固練習(xí),如圖所示，一質(zhì)量為m的物塊從傾角為600的斜面上的A點由靜止釋放，下滑到B點時與擋板碰撞，碰撞后物塊以碰前的速率反彈沿斜面向上滑動。若物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)是0.1，AB=1.73m。求： （1）物塊最終停在何處； （2）物塊在全過程中運動的路程。,參考答案： （1）停在B處 （2）30m,鞏固練習(xí),如圖所示，質(zhì)量為2kg 的物體，在傾角為300的斜面上自A點向B點下滑，AB=4.8m。物體在A點的速率為vA=3m/s，物體到B點時開始壓縮彈簧，當彈簧被壓縮了20cm到最短時，物體在C點。斜面對物體的摩擦力f8N，彈簧的質(zhì)量可忽略不計，若物體能沿斜面彈回到B點的上方，求物體向上彈回能達到的最高點距點C的高度差（g取10m/s2）。,參考答案：0.53m,鞏固練習(xí),一傳送帶裝置示意圖如圖，其中傳送帶經(jīng)過AB區(qū)域時是水平的，經(jīng)過BC區(qū)域時變?yōu)閳A弧形（圓弧由光滑模板形成，為畫出），經(jīng)過CD區(qū)域時是傾斜的，AB和CD都與BC相切。現(xiàn)將大量的質(zhì)量均為m的小貨箱一個一個在A處放到傳送帶上，放置時初速為零，經(jīng)傳送帶運送到D處，D和A的高度差為h。穩(wěn)定工作時傳