【精品】六、系统内摩擦力做功的能量转化问题

1、湖南广益卫星远程学校高三2008年下学期刘建军 何彦君 彭知文咼二物理第穴章机械能制作：宋铁柱审定:参与设计：戴绍南、汤新文、陈国荣、姜建平、基础知识试分析下列两种情况下静摩擦力所做的功f>置于粗糙水平面上的物体受 到水平向右的力f,保持静止 状态湖南广益卫星远程学校mtlnan guangyi satkluti longoistamck school基础知识| 4 | i f b a和b叠放在一起置于光滑水 平桌面上，在拉力f的作用下， a和b起向右加速运动湖南广益卫星远程学校mynan guangyi satkluti longoistamck school湖南广益卫星远程学校hun

2、an guangyi atkluti long-oistaxck school®例1静摩擦力做功的特点(1) 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) 羞静摩城力做功的过程中，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。上表面不光滑的长木板,放在光滑的水平地面上，一小铁块以速度从木板的 左端滑上木板，当铁块和木板相对静止 时木板相对地面滑动的距离为s,小铁块 相对木板滑动的距离为m vo滑动摩擦力对铁块所做的功为%=f（s+d）铁块动能的变化量为=w 铁二f（s+d）

3、（铁块的动能减少）滑动摩擦力对木板所做的功为 wfe=fs 木板动能的变化量为aeka=w 板=彳$（木板的动能增加）人乞铁人乞板其中加转化为系统的内能滑动摩擦力做功有以下特点(1) 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，且 等于系统损失的机械能。甘厂r4 口识1(3) 对滑动摩擦力做功的过程中,能量的转化有两种情况: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)的乘

4、积。基础知识摩擦生热相对摩擦生热是指滑动摩擦生热，静摩擦不会生热能力提发散思考题1s£发散思考题2常用的求摩擦力的功的方法(1) 利用功的定义(2) 利用动能定理(3) 利用能量守恒湖南广益卫星远程学校mtlnan guangyi satkluti longoistamck school靛子弹打木块模型样1. 实质：系统在作用力和反作用力的作 用下，实现系统内物体动量变化、能量 变化；2. 子弹打木块过程中，子弹由于克服阻 力做功，动能减少，其减少的动能部分 转化为木块的动能，部分转化为系统的 内能、重力势能或弹性势能。湖南广益卫星远程学校mtlnan guangyi satklut

5、i longoistamck school两种情形子弹打中木块"后未穿出, 最后与木块具有共同速度； （完全非弹性碰撞的规律）2 “子弹打中木块”后穿出木块情形仁“子弹打中木块后未穿出相互作用前木块静止，子弹的初速度为 %,相互作用后具有共同速度卩，则有：= (mx +m2)vm1 +m2(完全非弹性碰撞的规律)在碰撞过程中损失的动能为:匪k-|-(m1+m2)v21 mxm2 22 mx + m2ni=m2=m，则：aqt =寸斶=mvo湖南广益卫星远程学校如图所示，有一质量为m的物体b静 止在光滑水平面上，另一质量也为m 的物体4以初速度匀速向运动， 两物体相撞后粘在一起运动，试

6、求碰 撞中产生的内能？卩0湖南广益卫星远程学校答案:2 = ae, = |mv02 - 2x|m(-)2 = -mv02系统损失的动能转化为内能 如图所示，有一质量为m的弧形斜面 静止在光滑水平面上。另一质量为加 的小球以初速度匀速向斜面运动。 设斜面足够长，试求小球滚上斜面后 获得的最央量力势能。湖南广益卫星远程学校答案:ep = ek =|mv02-|(m + m)v2222 m + m系统损失的动能转化为重力势能 如图所示，质量为m小球b上固定一轻质 弹簧静止在光滑水平面上。另一质量同 样为m的小球a以初速度匀速向b球运 动，当a球碰上弹簧后便不再脱离弹 簧，试求弹簧的最大弹性势能。a

7、/-wvw'：. ; b湖南广益卫星远程学校答案:1 2ep='ek =-mvg系统损失的动能转化为弹性势能湖南广益卫星远程学校思考题1思考题2情形2子弹打中木块"后穿出55湖南广益卫星远程学校例题：在光滑水平桌面上静置一质量为m=980克的 长方形匀质木块，现有一颗质量为m=20克的子弹 以y0 = 300m/s的水平速度沿其轴线射向木块，结 果子弹留在木块中没有射出，和木块一起以共同的 速度运动。已知木块沿子弹运动方向的长度为 l=10cm,子弓車打进木块的深度为d=6cm,设木块 对子弹的阻力保持不变。(1)求子弹和木块的共同的速度以及它们在此过程中所增加的内能。(2) 若子弹是以v0 = 400m/s的水平速度从同一方 向射向该木块的，则它能否射穿该木块？(3) 若能射穿木块，求子弹和木块的最终速度是答案:(1) 882j；(2) 能；(3) v1=106m/sv=6m/s练习：一质量为m的长木板b静止在光 滑水平面上，一质量为m的小滑块a（可视为质点）以水平速度弘从长木板 的一端开始在木板上滑动，到达另一端 滑块刚离开木板时的速度为/3 ,若把 木