关于摩擦力做功问题的讨论

关于摩擦力做功问题的讨论【内容摘要】摩擦力（包括静摩擦力和动摩擦力）的大小和方向必须通过实际的运动性质才能判定，所以摩擦力做功具有不确定性。本文结合高中物理教学实际，对摩擦力做功问题进行分析、讨论，总

关于摩擦力做功问题的讨论 摩擦力（包括静摩擦力和动摩擦力）的大小和方向必须通过实际的运动性质才 【内容摘要】 能判定，所以摩擦力做功具有不确定性。本文结合高中物理教学实际，对摩擦力做功问题进 行分析、讨论，总结，以形成规律。 静摩擦力 动摩擦力 正功 负功 能量 【关键词】 在现代摩擦理论中，摩擦力产生的机理是极复杂的，是必须在分子尺度内才能加以说 明的，由于分子力的电磁本性，摩擦力可以说是电磁相互作用而引起的。就中学阶段而言， 摩擦力是互相接触的两个物体，当有相对运动或相对运动趋势时，在它们接触面上出现的阻 碍相对滑动的力。高中阶段摩擦力分两种：静摩擦力和滑动摩擦力。静摩擦力可以从零到最 大静摩擦力之间变化，所以它的大小必须由外力来确定；滑动摩擦力则必须由摩擦因数及正 压力共同决定即，摩擦因数与材料有关，正压力则与运动的形式及性质有关。所 以滑动摩擦力大小和方向，与物体所处的运动状态有关。 功是力在运动过程中的空间累积效应的量度。在经典力学中也称为机械功。在高中阶 段，恒力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积。 即，其中是在力的方向上通过的位移大小。由于运动具有相对性，故 在力的方向上通过位移也具有相对性。 综上所述可知，要想计算摩擦力所做的功，就必须同时确定摩擦力的大小及在摩擦力 方向上通过的位移大小。由此可知，摩擦力做功具有不确定性。下面就这一问题，从摩擦力 做功的特点，逐一讨论摩擦力做功的问题。 一、静摩擦力的功 在相互挤压的物体的接触面间有相对滑动趋势，但还没有发生相对滑动的时候，接触 面间会出现阻碍相对滑动的力，这个力即为静摩擦力。静摩擦力虽然是在两物体没有相对位 移的条件下出现的力，但这不等于静摩擦力做功一定为零。因为受静摩擦力作用的物体依然 可以相对地面或其他参考系发生位移，这个位移如果不与静摩擦力垂直，则静摩擦力必定做 功： 1ABF 如图所示，水平地面上的物体和在外力的作用下能保持相对静止地匀加速运 ABfA 动，则在此过程中，对的静摩擦力的方向水平向右，与它们的位移方向相同，所以 BB 对的静摩擦力对做正功。