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谈一对静摩擦力的功到底多大.doc
文?#21040;?#32461;:
蕿谈一对静摩擦力的功到底多大莆张爱武(无为中学安徽238300)蚁莂力对物体做的功与所选取的参考系有关,在不同的参考系中观测,同一个力对物体做的功可能不同。相互作用的一对静摩擦力分别做功的大小也与参考系的选取有关,但是这对静摩擦力做功的代数和一定是零,与参考系的选取无关。芈蒆肂图1对于两个始终相对静止的物体而言上述结论显而易见,请看下面一个例子。如图1所示,人在?#20154;?#36816;动的车中用力向前推车壁,人与车相对静止,我们研究一下人与车之间的静摩擦力做功的情况。螀选地面为参考系,设车对人的静摩擦力大小是,人对车的静摩擦力大小是,车相对地面运动的距离是。易知水平向右,水平向左,且。对人做功,对?#24213;?#21151;,这一对静摩擦力做功的代数和。如果在别的参考系中观测,例如选车为参考系这个结论?#21248;?#25104;立,不过人与车的位移都是零,与做功都是零。肇蒅图2蒃对静摩擦力是否对物体做功以及做正功还是做负功产生误解通常发生在“动中有静”的情况中,不妨看下面一个例子。如图2是测试运动员体能的一种跑步机装置,人在传送带上“奔跑”,使传送带以速?#20154;?#24179;向右?#20154;?#20256;动,人的腰部用绳拴住,绳另一端挂一物体,该物体保持静止?#21248;?#20445;人的重心不动,下面研究人和传送带之间的静摩擦力做功的情况。薂选地面为参考系,膀薅袄羀图3为了便于讨论我们约定人的左脚刚落在传送带上?#21307;?#21018;抬起,即只分析一只脚的受力情况。还需要注意计算传送带对人做功不能把人看作质点,做功公式中的位移是受力点的位移。如图3所示,传送带对左脚的静摩擦力水平向左大小是,左脚对传送带的静摩擦力水平向右大小是,且。在左脚和传送带接触的时间内传送带向右运动了一小段距离,左脚随传送带向右也运动了相同的距离。对左脚做功,对传送带做功,这一对静摩擦力做功的代数和。绳子不对人做功,人对自己做正功消耗了化学能,人做的正功与静摩擦力对人做的负功代数和等于零,所以人没有增加平动动能,人消耗的化学能通过肌肉?#36134;?#21644;四肢的摆动体?#24459;?#39640;出汗耗散了。选传送带水平段为参考系,,不对人做功,不对传送带做功,这对静摩擦力做功的代数和当然是零。人消耗的化学能同上耗散了,此情景可类比地面观测者观测另一人在地面上?#20154;?#22868;跑。衿蚅图5芅图4蚂蚈现在再看《物理教学》2007年第12期“一题一议”中的问题,如图4所示,人在车上向右加速跑动。选地面为参考系,同样为了讨论方便我们认为人的左脚刚落到车上?#21307;?#21018;抬起。如图5所示,车对左脚的静摩擦力方向水平向右大小为,左脚对车的静摩擦力方向水平向左大小为,且。在左脚和?#21040;?#35302;的时间内车向左运动了一小段距离,左脚随车向左也运动了相同的距离。对左脚做功,对?#24213;?#21151;,故这对静摩擦力做功的代数和。对人做负功,?#35789;?#20154;获得向右的加速?#21462;?#20154;向右加速跑动动能增加,增加的动能是体内化学能转化而来的,因为人在奔跑过程中 内容来自淘豆网www.36968339.com转载请标明出处.
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