摩擦力做功問題與參考係選擇,摩擦力做功為什麼要以地面為參考係

時間 2022-08-03 03:22:28

1樓:接泰初

(以下均取向右為正方向) 首先應該知道,為什麼放上物體後皮帶能勻速運動?這實際上是電動機的功勞。是因為水平方向上(不計皮帶與轉軸的摩擦),皮帶受到的摩擦力與電動機的牽引力(不妨設為f)平衡。

以傳送帶為參考係:皮帶既為參考係,就不用研究f做不做功了(也可以理解為:皮帶的位移為0,所以f不做功)。

從整個系統看:物體是在做初速度為-v,加速度為a的勻減速運動,所以物體開始具有1/2mv^2的動能。物體末速度為0.

,所以末動能為0。根據能量守恆定律,物體的動能通過摩擦力做功轉化為了內能,所以系統轉化為內能的能量為1/2mv^2.

以地面為參考係:物體剛放下時,受到向右的摩擦力f。那麼物體是在做初速度為0,加速度為f/m的勻加速運動,物體與皮帶相對運動時間t=v/a=mv/f,所以皮帶的位移為s=vt=v^2/a=mv^2/f。

易知皮帶受到的摩擦力為-f, 摩擦力對皮帶做功為:w=-fs=-mv^2.皮帶因受力平衡而保持勻速,所以合外力對皮帶做功為0,所以f對皮帶做功為-w=mv^2,即電動機對系統做的總功(也是消耗的電能)為mv^2。

物體末速度為v,所以末動能為1/2mv^2,即物體動能增量為1/2mv^2,根據能量守恆定律,系統轉化為內能的能量為mv^2-1/2mv^2=1/2mv^2.

所以分別以地面和傳送帶為參考係計算,兩者結論是相同的。

2樓:匿名使用者

有兩種可能。

第一種可能是小木塊受到的傳送帶給的最大靜摩擦力大於小木塊的ma,那麼這個時候小木塊和傳送帶沒有相對運動,那麼小木塊和傳送帶之間轉化內能為0。沒有做功。

第二種可能,小木塊受到滑動摩擦力,最後速度由0到v,再相對靜止,這個時候有了能量轉化。能量的大小等於摩擦力做的功。計算一下,摩擦力=摩擦係數*質量*g ,求小木塊與傳送帶的相對位移,相當於乙個物體從初速度0到v,只受乙個向前的摩擦力(摩擦力大小可求),求這一段位移。

不知道你能不能自己把這段位移求出來。先算從0到v的時間,再求s。即可。

然後算出fs,即摩擦力做功多少,也就是轉化了多少內能。

內能的轉化是以小木塊和傳送帶為乙個整體考察的,與參考係沒有關係。因為地面和傳送帶以及小木塊之間沒有任何的相互作用。而且,從速度看,摩擦力做功只與小木塊與傳送帶的相對位移有關,與地面的絕對位移沒有關係。

3樓:匿名使用者

計算結果應該是相同的。

因為物理結論在任何參考係下都是成立的。

轉化為內能的部分應該都是轉化為動能的一半,這一點1.在傳送帶上分析。

對於物體a 它從0勻加速到v,用時間t。則可以說明它的平均速度是v/2。

則此時站在傳送帶上的人會發現他相對於傳送帶的平均速度是v/2則它相對於傳送帶運動了vt/2

則摩擦力是(vt/2)*f

2.在地面上。

4樓:匿名使用者

用二者相對位移(s)*滑動摩擦力大小(f),兩種方法計算結果一樣,但常採用相對地的演算法,因為另一種演算法麻煩,不好理解。

5樓:

一,這段時間物體做勻加速運動,平均速度是v/2,位移是vt/2,傳送帶速度是v,位移是vt。所以摩擦力對物體做工fvt/2,對傳送帶做功fvt,機械能減少fvt-fvt/2=fvt/2,就是熱能是fvt/2。二,相同 ,摩擦力做工是二者的相對位移s與f的積。

而無論從那個參照系來看,相對位移都是一定的,是相對速度乘以時間,所以結果是一樣的。

6樓:夢裡15樓

相同的,參考係的不同,只是初始速度的不同而已。摩擦力都是要做功的轉化為內能的

7樓:

參考係只是乙個人為的方法 不同的參考係計算方法不同 結果是一樣的

8樓:

系統轉化的能量是:1/2mv²

以地面為參考係:物體做正功,w1=1/2mv²,位移s1=1/2vt傳送帶做負功,位移s2=vt。所以傳送帶做的功為摩擦力的2倍, w2=- mv²

內能為:q=1/2mv²

以傳送帶為參考係:則物體剛開始與傳送帶的相對速度為v,最後相對靜止。 內能為:q=1/2mv²

結論相同!

9樓:匿名使用者

小物體開始速度為0,肯定有乙個和傳送帶相對運動的過程這個過程中受滑動摩擦力,設為f

一種:以地面為參考係 向右為正方向

a=f/m

相對運動時間t=v/a=mv/f

傳送帶收到阻力做功w2=-fs2=-mv²系統做總功:w=w1+w2=-1/2mv²系統轉化為內能的能量q=-w=1/2mv²也可以傳送帶克服阻力做的功mv²減去小物體獲得的動能計算二種:以傳送帶為參考係 向右為正方向

小物體初速度為-v,末速度為0,做與加速運動系統動能的減小轉化為系統內能

a=f/m

t=[0-(-v)]/a=mv/f

s=-vt+1/2at²=-1/2mv²/f系統做功w=fs=-1/2mv²

系統轉化為內能的能量q=-w=1/2mv²也可以由能量守恆來做

q=1/2m(-v)²=1/2mv²

兩則結論相同

10樓:匿名使用者

參考係不同,結果不同

摩擦力做功為什麼要以地面為參考係 20

11樓:匿名使用者

w=f.s,摩擦力也不列外,注意到相對運動路程就夠了,不需要特意去考慮以誰做參考係。

12樓:

這個也不一定。

如果你選著的物體相對地面運動,就已地為參考係

關於相對運動與摩擦力做功的問題

13樓:匿名使用者

你好就你提供的公式而言

左邊應該是動能增量

-fs表示合外力做功(即只有摩擦力在對物體做功)這個公式中的s應指相對位移,vo和vt是相對速度當然相對地面也可以

(即相對乙個v=0的物體)

希望你能滿意~

14樓:我是阿凍

通常選靜止的物體為參考係,中學主要以地面作為參考,摩擦力做功德位移是相對於對面的位移,物體的速度也是相對於地面的初速度和末速度。例如,靜止的汽車上放著乙個箱子,當汽車加速前進時,箱子不動。但是,我們知道,摩擦力是做功的,其實就是靜摩擦在做功,它的位移的箱子相對於地面的位移,做功的大小就是箱子的動能增加量。

相信我。絕對正確。

15樓:匿名使用者

做功一定是對於地面的位移,不要被題目迷惑,看你說的大概是類似於傳送帶吧,你把其他的忽略針對乙個物體受力分析,結合定義就明白了,還有我沒看懂你後來說的是什麼,不過,我可以告訴你,摩擦力乘上相對位移,就是生熱q.

16樓:熙雯若雨

寫的什麼亂七八糟的

一般vo是指一物體的初速度,vt是末速度

看不懂你寫的是什麼

摩擦力做功問題!!!!

17樓:匿名使用者

一、樓主鶴立雞群,擺脫了很多學物理的人的學習方式,更傾向於向物理實質思考問題,十分難得。我覺得這種精神值得發揚。

二、我也試圖從「純物理」(很彆扭的語言表達,似乎說「定性分析」更恰當一些吧)的角度闡釋一下下,與樓主**。

三、我們先討論乙個無關的話題:(1/2)mv^2,和mv的「純物理意義」是怎麼來的呢?事實上,它們原本都是不帶有什麼直接的物理意義的。

所謂物理意義,其實是找出了某些量之間的一一對應(對映吧)關係之後,後來才賦與的。比如:人們發現運動物體的做功,與其質量成正比,與其速度平方成正比,所以,(nmv^2)便能夠準確表達物理「由於運動而具有的做功的能力」,即「動能」。

當然對應國際單位制,n=1/2。

結論:我個人觀點,「純物理意義」的本質,是能否盡量準確地表述物質物體的性質。

mv的發現,當然與「衝量」相伴而生的,更有傳奇性了。不再論述。

四、樓主「摩擦力做功的多少和斜面角度無關,只和摩擦係數μ,水平位移s有關」的結論,很有一番想法,我覺得這很好,值得讚許。不妨做個比較:

——「拋物的高度,(和丟擲角度無關,)只和速度的垂直分量有關」

我覺得,你的結論,我上述我的對比說法,極為接近。下來來分析一下。

五、分析:「拋物的高度,只和速度的垂直分量有關」可謂簡捷直觀,直接抓住了問題的核心。無疑很有物理意義。

但加上一句「和丟擲角度無關」,則顯得節外生枝,交待不清,欲罷不能。為什麼呢?「和丟擲角度無關?

」嗎?如果某實際物體動能不變(例如槍、炮出膛),它的丟擲角度豈不有關?當然,速度的垂直分量也變了,但畢竟,「和丟擲角度無關」是個很多餘的說法,因為事實上,丟擲角度和垂直分量有乙個關係,例如:

v垂直=v合×sin(cos)角度。硬加上一句「和角度無關」,顯然引起歧義。

同理,你的「與斜面角度無關」,也完全是這樣一種情況。而且還有乙個不利因素,你的「水平位移」是乙個虛擬出來的,只是一種物理量的「分枝」,而非「真實」的物理量!這對於問題的解決十分不利。

所以我認為,你的結論,可能更加偏離了「物理本質」了。

六、那麼,怎麼辦呢?

呵呵,我的觀點:物理的,歸物理;數學的歸數學。

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好了,先聊到這裡。再有想法,我們可以直接交流。不管怎麼說,我畢竟還算是二十年前的物理本科畢業生吧。

18樓:匿名使用者

w=f*l-----------功的定義,斜面長為lw=(μmgcosθ)*l---------滑動摩擦力f=μmgcosθ

w=(μmg)*(cosθ*l)----------斜面的底面長s=lcosθ

w=μmg*s

我認為,這就是「純物理」。

19樓:匿名使用者

純物理的話可以這樣想,摩擦力是由壓力產生,壓力是重力產生,摩擦力做功其實就是由於重力引起的,自然和重力有關了,至於位移為什麼是水平方向的那是因為m就是壓力轉90°的。但是上述結論有前提,必須無沿斜面以外的初速度,要自然下滑。。。。。

20樓:

這麼看你就明白多了,w=f.s,其中把f看成f=umg,這樣你明白了嗎?這就是純的摩擦力做功的式子,前者是「摩擦力」。

21樓:與_世無爭

樓主 看這個式子就明白了 l 為斜面長度 l*cosθ=s s為水平位移

w=μf l=μ(mg*cosθ)l=μmg s

也就是說 功與斜面角度無關 其實這是有物理意義的 功要在力的方向上發生位移才做功 這個懂吧 克服摩擦力做功 , 只不過計算時化簡了

22樓:墮落天使

純物理角度啊

我覺得那得從能量守恆說起

物體從斜面滑下,重力做正功,摩擦力做負功,重力做功-摩擦力做功=動能變化量

所以摩擦力做功=重力勢能+動能變化量

重力做功=mgh

動量變化=(1/2)mv1²-(1/2)mv2²從頭到尾都沒有用到角度

所以無關

23樓:匿名使用者

這個式子我來再寫下吧,你不明白是因為中間的過程你沒見到,只看結論.這個在實際中是有應用的.w=f*s=μn*l=μ(mgcosθ)*l=(μmg)*(cosθ*l)=μmg*s中間有個再次組合的問題.

當然你就算知道為什麼了,在考試中,大題裡也是不可以用的.只用與在做選擇題時,減少做題時間.不過有利於提高興趣.

希望對你有幫助.

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