專題復(fù)習(xí)《摩擦力做功》學(xué)案

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載專題 摩擦力做功教學(xué)目標(biāo)1. 理解靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力做功的特點(diǎn)；2. 會(huì)在具體情景中分析摩擦力對(duì)物體所做的功教學(xué)過程復(fù)習(xí)引入：(出示問題)1、摩擦力的分類2、摩擦力的方向3、摩擦力的大小4、判斷一個(gè)力是否做功及做功正負(fù)的方法5、計(jì)算功的方法及注意事項(xiàng)A、滑動(dòng)摩擦力做功的特點(diǎn)： 滑動(dòng)摩擦力可以對(duì)物體做正功，也可以對(duì)物體做負(fù)功，還可以不做功。 相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi)，一對(duì)滑動(dòng)摩擦力所做的功總為負(fù)值，其絕對(duì)值等于滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)位移的乘積。例：質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板放在光滑的水平面上，一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊以某一初速度沿木板表面從A點(diǎn)滑至B點(diǎn)，在木板上前進(jìn)了 L,而木板前進(jìn)了 x，如圖，若滑塊與木

2、板間的動(dòng)摩擦因素為，求滑動(dòng)摩擦力對(duì)滑塊、對(duì)木板做功各是多少？LA一B二二二=k X習(xí)分析：以木塊 A為研究對(duì)象，木塊 A受到的滑動(dòng)摩擦力的方向水平向左，大小為 Jmg，滑塊的對(duì)地位移為x+L,方向水平向右根據(jù)功的定義式 W = FS cosv -mg(x L)cos180 = -mg(x L)以木板B為研究對(duì)象，木板 B受到的滑動(dòng)摩擦力的方向水平向右，大小也為>mg，木板的對(duì)地位移為x，方向水平向右根據(jù)功的定義式 W 二 FScosv - "mgxcos0 二"mgx補(bǔ)充問題：求解這對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力做的總功W總二-Jmg(x L)心：mgx 二-JmgL <

3、;0注：實(shí)際上， W總-'mg(x L)K：mgx - mgL =Q,即產(chǎn)生的熱量B、靜摩擦力做功的特點(diǎn):學(xué)習(xí)必備歡迎下載1靜摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功.2相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi)，一對(duì)靜摩擦力所做功的和總是等于零.解析：1單個(gè)靜摩擦力做功有不少初學(xué)者認(rèn)為，靜摩擦力是產(chǎn)生于“靜止”的物體之間，所以靜摩擦力一定不會(huì)對(duì)物體做功。其實(shí)不然，請(qǐng)看下面的情境：用大拇指和食指捏起一支鉛筆，讓鉛筆呈豎直狀態(tài)。當(dāng)手和鉛筆向上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，鉛筆受到向上的靜摩擦力作用，位移也向上，靜摩擦力是動(dòng)力，對(duì)鉛筆做正功；當(dāng)手和鉛筆向下勻速運(yùn) 動(dòng)時(shí)，鉛筆受到向上的靜摩擦力作用，位移向下，靜摩擦力是阻力，對(duì)鉛筆

4、做負(fù)功；當(dāng)手和鉛筆 不運(yùn)動(dòng)或一起在水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，鉛筆受到向上的靜摩擦力作用，但在力的方向上位移為零， 靜摩擦力對(duì)鉛筆不做功。由此可見，靜摩擦力可以對(duì)物體做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功，關(guān)鍵是看物體受 到的靜摩擦力和它運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系。當(dāng)物體在靜摩擦力的方向上有位移時(shí)，靜摩擦力就要對(duì)物體做功。2.對(duì)靜摩擦力的合功。例：如圖所示，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(yùn)動(dòng)，則 B對(duì)A的靜摩擦力做正功， A對(duì)B的靜摩擦力做負(fù)功。由于 A、B的對(duì)地位移 相等，故這對(duì)相互作用的靜摩擦力做功的和為零。A F靜摩擦力存在于無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)而有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的物體之間，因此產(chǎn)

5、生摩擦力的兩個(gè)物體的位移一定是相等的， 但互為作用力和反作用力的一對(duì)摩擦力的方向一定相反，所以，如果作用力做正功，反作用力一定做負(fù)功，而且負(fù)功的絕對(duì)值等于正功的大小。即：一對(duì)靜摩擦力做功之代 數(shù)和一定為零。具體來(lái)說，一對(duì)靜摩擦力做功代數(shù)和為零包含兩種情況：一是每個(gè)靜摩擦力都不做功（例推箱子而未動(dòng)，靜摩擦力對(duì)箱子、對(duì)地面均不做功，或者物體隨轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，靜摩 擦力提供向心力的情況），二是兩個(gè)靜摩擦力一個(gè)做正功，一個(gè)做負(fù)功，但數(shù)值相等，其代數(shù)和 為零。目標(biāo)檢測(cè)1、關(guān)于摩擦力對(duì)物體做功，以下說法中正確的是(D )A、滑動(dòng)摩擦力總是做負(fù)功B、滑動(dòng)摩擦力要么做負(fù)功，要么做正功C、靜摩擦力對(duì)物體

6、一定不做功D、靜摩擦力對(duì)物體可以做正功，也可以做負(fù)功2、如圖所示的水平傳送裝置， AB間距為L(zhǎng),傳送帶以v勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，把一質(zhì)量為 m的零件無(wú)初速 度地放在傳送帶的 A處，已知零件與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因素為 -I，試求從A到B的過程中，摩擦力對(duì)零件所做的功。分析：當(dāng)零件與傳送帶之間存在摩擦力時(shí)，摩擦力的大小為 分兩種情況進(jìn)行討論：F=mgA14H v(1)、零件在到達(dá)B處時(shí)的速度小于或剛好等于傳送帶的速度v，即零件在從 A到B的過程中一直受摩擦力作用，則摩擦力對(duì)零件所做的功W二曰二mgl(2)、零件在到達(dá) B處之前已經(jīng)達(dá)到傳送帶的速度 v，則零件只是在達(dá)到速度 v之前的一段時(shí) 間內(nèi)受摩擦力作用，

7、此后零件與傳送帶以相同的速度 v運(yùn)動(dòng)。零件就不受摩擦力作用， 即無(wú)滑動(dòng) 摩擦力存在，也無(wú)靜摩擦力存在，則摩擦力對(duì)零件所做的功1 2mv23、如圖所示，物體沿弧線形軌道滑下后進(jìn)入足夠長(zhǎng)的水平傳送帶，傳送帶以圖示方向勻速運(yùn)轉(zhuǎn),則傳送帶對(duì)物體做功情況可能是(ACD(A) 始終不做功(B) 先做負(fù)功后做正功(C) 先做正功后不做功(D) 先做負(fù)功后不做功解析：物體滑向傳送帶后，其速度可能大于、等于或小于傳送帶的速度。當(dāng)?shù)扔趥魉蛶У乃俣葧r(shí)，無(wú)摩擦力，故不做功。當(dāng)大于傳送帶的速度時(shí)，物體所受摩擦力向左，故做負(fù)功，最終速度相等后，不做功。故選D同理C也有可能。4、如圖所示，一子彈以水平速度射入放置在光滑水平

8、面上原來(lái)靜止的木塊，并留在木塊中，在此過程中，子彈鉆入木塊的深度為d,木塊的位移為 L,木塊對(duì)子彈的摩擦力大小為 f,則木塊對(duì)子彈的摩擦力做的功為 ，子彈對(duì)木塊的摩擦力做的功為 。解析受力分析，如圖所示。L+d- L -(1 )子彈相對(duì)地面的位移為(2 )木塊相對(duì)地面的位移為答案-f(L+d) fLL+d,所以木塊對(duì)子彈的摩擦力做的功為W=-f(L+d)L,所以子彈對(duì)木塊的摩擦力做的功為W=fL5、靜摩擦力對(duì)物體做正功碼頭工人常用皮帶機(jī)將貨物運(yùn)之高處，皮帶由卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引，能勻速順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，貨物一放上皮帶,即可與之一起運(yùn)動(dòng)，保持相對(duì)靜止.求皮帶對(duì)貨物在運(yùn)往h高處時(shí)做什么功？【分析】貨物受力如圖所示

9、因貨物向右上方做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故靜摩擦力f =G?sin 0的位移S與物體運(yùn)動(dòng)方向一致，則Wf=fScos 0 = (Gsin 0 h/sin 0 ) cos 0 =GhWf > 0 ，做正功6. 靜摩擦力對(duì)物體做負(fù)功如上圖，若皮帶反轉(zhuǎn)，則可將高h(yuǎn)處貨物勻速送到地面，求該過程靜摩擦力做什么功.【分析】貨物因勻速運(yùn)動(dòng)，故f = Gsin 0，沿斜面向上，位移S方向沿斜面向下Wf=fScos180=-Gsin 0 h/sin 0 = Gh/ Wf = - Gh < 0 f做負(fù)功7、靜摩擦力可以對(duì)物體不做功學(xué)習(xí)必備歡迎下載如圖所示，一水平圓盤繞其豎直軸以3勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，距離軸R處有一質(zhì)量為

10、m的物體隨盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，求在這一過程中摩擦力對(duì)物體做的功.【分析】對(duì) m進(jìn)行受力分析可知，m所受的摩擦力為f = mR 3 .靜摩擦力方向與線速度方向垂直，任取一小段位移 S,則有Wf=fScos 0 =mRo Scos90 =0即靜摩擦力對(duì)物體不做功8、在光滑地面上放置一質(zhì)量為 M的長(zhǎng)木板，另一質(zhì)量為 m的木塊以初速度 Vo沿水平方向飛上木 板，由于摩擦，最后質(zhì)量為 m的物體停留在木板上，并一起以速度 Vi前進(jìn)，求摩擦力對(duì) M所做 的功.垃 |1 詢 m幻1 1 17Z【分析】木板 M向右運(yùn)動(dòng)，一定受到 m對(duì)它的摩擦力f的作用，由于地面光滑沒有摩擦力，則 木板所受的合力即為 m對(duì)它的摩擦力f,

11、由動(dòng)能定理得：fS= MV i -0這種情況下，滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體做正功9、 在上題中，m所受的滑動(dòng)摩擦力方向水平向左，與物體的位移方向相反夾角為180，所以 做負(fù)功禾U用動(dòng)能定理也可以說明因?yàn)槲矬w受到三個(gè)力：重力，方向豎直向下；彈力，方向豎直向上；滑動(dòng)摩擦力，方向水平向左所以重力和彈力的合力為零.m所受的合力即為 m所受的滑動(dòng)摩擦力，由動(dòng)量定理得：w= mv - mv v o這種情況下，滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體做負(fù)功10、 在粗糙的桌面上運(yùn)動(dòng)的小木塊，小木塊m受到桌面對(duì)它的摩擦力，桌面也受到小木塊對(duì)桌面的摩擦力f,但是由于桌面沒有發(fā)生位移，所以摩擦力f對(duì)桌面不做功11、例：試分析人走路時(shí)，若鞋與地面間不打滑，人與地面間的靜摩擦力做功嗎？這一個(gè)常識(shí)性的問題，看起來(lái)不值得討論，但不仔細(xì)去分析，則很容易出錯(cuò)。有人認(rèn)為，人 走路時(shí)，受到向前的靜摩擦力，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 細(xì)想一想就不難發(fā)現(xiàn)，在鞋與路面接觸時(shí)，地面與鞋間有靜摩擦力的作用，但在這段時(shí)間內(nèi)，鞋 底所受摩擦力的作用點(diǎn)相對(duì)于地面是不動(dòng)的，而腳抬起向前邁出時(shí)， 鞋在