关于摩擦力做功的几类情况分析

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关于摩擦力做功的问题不论是静摩擦力,还是滑动摩擦力既可以对物体做正功,也可以对物体做负功,还可能不对物体做功。力做功是要看哪个力对哪个物体在哪个过程中做的功,而不是由力的性质来决定的。力做正功还是做负功要看这个力是动力还是阻力。摩擦力可以是动力也可以是阻力,也可能与位移方向垂直。滑动摩擦力对物体做负功——物体克服滑动摩擦力做功,这是比较常见的情形。滑动摩擦力可以做正功,如上图所示,平板车放在光滑水平面上,右端放一小木块,用力F拉平板车,结果木块在平板上滑动,这时平板给木块的滑动摩擦力f水平向右,木块的位移也向右,滑动摩擦力f对木块做正功。滑动摩擦力不做功的情况如右图所示。A、B叠放在水平面上,B用一水平绳与墙相连,现用水平力F将A拉出,物体A对B的滑动摩擦力f水平向右,B的位移为零,所以,滑动摩擦力f对B不做功。静摩擦力做功的情况可用上图所示的装置来说明。若用水平力F拉平板车,木块与平板车保持相对静止,而一起向右做加速运动,则平板车将给木块水平向右的静摩擦力f(用来产生加速度),在木块运动过程中,此力对木块做正功。根据牛顿第三定律,木块也将给平板车水平向左的静摩擦力f而平板车的位移水平向右,故木块给平板车的静摩擦力对平板车做负功。如果放在水平地面上的物体,用一水平力去拉但没拉动,此时物体受的静摩擦力与水平力大小相等,方向相反,但物体位移为零,所以静摩擦力不做功。如果受静摩擦力作用的物体位移不为零,静摩擦力做功也可能为零,如右图所示,匀速向右行驶的车厢内,用力将物块m压在左壁上,物块相对车厢静止,由力的平衡知,车厢壁对物块有竖直向上的静摩擦力f,位移方向水平向右,故f与位移方向垂直,静摩擦力对物块不做功。

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