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必修2系统内摩擦力做功的能量转化问题
滑动的距离为s,小铁块相对木板滑动的距离为
d。
求:(1)滑动摩擦力对铁块所做的功
(2)滑动摩擦力对木板所做的功
v0 (3)一对相互作用的滑动摩擦力所做的总功
探究一:
(1)滑动摩擦力对铁块所做的功为
W铁=-f(s+d)
(2)滑动摩擦力对木板所做的功为
w板=fs
(3)一对相互作用的滑动摩擦力所做的总功为
Ek铁=w铁 =-f(s+d)
(2)木板动能的变化量为 :(木板的动能增加)
Ek板=w板=fs
Ek铁 =Ek板 +fd
(3)其中fd 转化为系统的内能 。
2、滑动摩擦力做功特点
(3)一对滑动摩擦力做功的过程中,能量的转化 有两种情况:
一是相互摩擦的物体间机械能的转移; 二是机械能转化为内能。 (4)滑动摩擦力、空气阻力等,在曲线运动或者 往返运动时所做的功等于力和路程(不是位移)
W总 fd
2、滑动摩擦力做功的特点
(1)一个滑动摩擦力可以对物体做正功,也可以 对物体做负功,还可以不做功。
(2)相互摩擦的系统内,一对滑动摩擦力所做的 功总为负值,其绝对值等于滑动摩擦力与相对位
移的乘积 Q f ·s相对 ,且等于系统损失的机械能
探究二:
(1)铁块动能的变化量为:(铁块的动能减少)
的乘积。
P84【变式训练】(2013·西安模拟)如图甲所示,一倾角 为37°的传送带以恒定速度运行。现将一质量m=1 kg的 小物体抛上传送带,物体相对地面的速度随时间变化的 关系如图乙所示,取沿传送带向上为正方向,g=10 m/s2, sin37°=0.6,cos37°=0.8。求: (1)0~8 s内物体位移的大小; (2)物体与传送带间的动摩擦因数; (3)0~8 s内物体机械能增量及因与传送带摩擦产生的 热量Q。
(1)一个静摩擦力可以做正功,也可以做负功, 还可以不做功。 (2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等 于零。 (3)在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的相 互转移(静摩擦力起着传递机械能的作用),而 没有机械能转化为其它形式的能。
合作交流探究
例2:长木板上表面粗糙,放在光滑的水平地面上,
一小铁块以速度v0从木板的左端滑上木板,摩擦力 大小为f,当铁块和木板相对静止时木板相对地面
P268 9.(2013·济南模拟)(16分)如图所示,静止放在水平 桌面上的纸带,其上有一质量为m=1.0 kg的铁块,它与 纸带右端的距离为L=0.5 m,所有接触面之间的动摩擦因 数相同。现用水平向左的恒力,经2 s时间将纸带从铁块 下抽出,当纸带全部抽出时铁块恰好到达桌面边缘且速度 为v=2 m/s。已知桌面高度为H=0.8 m,不计纸带重力, 铁块可视为质点。重力加速度g取10 m/s2,求: (1)铁块抛出后落地点离抛出点的水平距离; (2)纸带抽出过程中系统产生的内能。
第四讲 功能关系 能量守恒定律
三、系统内摩擦力做功的能量转化 问题
合作交流探究
例1:试分析下列两种情况下静摩擦力所做的
功
A
B
F
(1)置于粗糙水 (2)A和B叠放在一起置于光
平面上的物体受 滑水平桌面上,在拉力F的作
到水平向右的力F, 用下,A和B一起向右加速运动,
保持静止状态
距离为s.
1、静摩擦力做功的特点