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高中物理摩擦力做功的常见问题分析

来源:公文范文 时间:2022-03-09 09:31:54 点击: 推荐访问: 做功|摩擦力|常见问题|高中物理|分析

  【摘 要】站在学生的角度上,针对高中物理摩擦力做功的特征进行分析,并在对摩擦力做功特征形成深入认识的背景下,详细的分析在高中物理知识学习过程中,有股那鱼摩擦力做功方面的问题,希望可以通过这一篇文章,在日后学生学习摩擦力做功知识的过程中,起到一定促进性作用,最终在我国教育事业发展过程中,做出一定贡献。
  【关键词】高中物理;摩擦力做功;常见问题;分析;现阶段
  一、问题研究背景及意义
  在高中物理课程学习过程中,有一些同学认为掌握摩擦力领域当中的知识,是一件十分困难的事情,尤其是静摩擦力方面的知识,这一个阶段的理论知识十分难以理解,在解答摩擦力做功問题的时候,出现错误的几率非常高。实际上,学生假如想要对摩擦力做功理论知识形成深入的认识,首先应当对摩擦力做功特征形成深入的认识,而后了解摩擦力做功的基本性质及特征,并勤加练习,让相应的知识可以得到灵活应用,因此学生就可以简单的完成摩擦力做功领域当中的各个问题。
  二、摩擦力做功的特征研究分析
  学生学习摩擦力知识的过程中,首先应当认识到的问题是,无论是静摩擦力还是滑动摩擦力,都可以做正功、负功或者不做功,比方说传送带问题,静摩擦力会对传送带上的物体做正功,但是对传送带本身不会做功,在静摩擦力做功的过程当中,仅仅是传送带系统当中计息能完成内部相互转换而已,在此背景下摩擦力作为重要的作用是对机械能进行传导,机械能在这个过程当中并不会转换为其他能量。另外在滑动摩擦力做功的过程当中,不单单机械能会在这个过程当中相互转换,机械能也会和其他能量在这个过程当中相互转换。在相互摩擦的物理系统当中,一对滑动摩擦力相互之间做的功都是负功,绝对值等于产生的相对位移和滑动摩擦力之间的乘积。换一种说法,就是在装置当中消耗掉的机械能,一对经摩擦力做功的时候,它们之间的代数总和是0。
  三、静摩擦力做功
  单一静摩擦力做功。大部分学生对静摩擦力做功难以形成深入的认识,认为静摩擦力是在静止的物体当中产生的,因此静摩擦力一定对物体不做功,实际上并不是这样,依据实际生活经验,对静摩擦力做功的情境进行分析。
  用手将一个啤酒瓶子握住,让啤酒瓶呈现出来一种竖直的状态。针对啤酒瓶的受力情况进行分析,可以得知的是,啤酒瓶遭受到手对它向上的摩擦力。当手和啤酒瓶向上多匀速运动的时候,产生的位移是向上的,手对啤酒瓶的静摩擦力是动力,因此会对啤酒瓶做正功;当手和啤酒瓶向下多匀速运动的时候,产生的位移向下,手对啤酒瓶的静摩擦力是阻力,因此会对啤酒瓶做负功;当手和啤酒瓶在水平面之上做匀速运动的时候,会产生水平方向的位移,手对啤酒瓶的静摩擦力方向和位移的方向之间相互垂直,因此不会对啤酒瓶做功。
  从上文当中提及的实际例子当中可以观察到的是,静摩擦力可以既可以对物体做正功,也可以做负功, 甚至还可以不做功,关键是物理受到的静摩擦力方向及其运动方向之间的关系。
  摩擦力可以对物体不做功。放置在水平圆盘之上的一个物体m,随着圆盘一起绕过圆盘中心轴线做匀速圆周运动,物体m始终和圆盘处于相对静止状态,求圆盘对物体的静摩擦力对物体做的功。
  因为物体会随着圆盘一起做匀速圆周运动,圆盘对物体的静摩擦力提供物体需要使用到的向心力,也就是物体承受的静摩擦力方向指向的是圆盘中心。因为静摩擦力方向随时都和物体所的圆周运动之间的方向是垂直的,因此静摩擦力不会对物体做功。
  由上文中的分析,可以得知的是,静摩擦力既可以而对物体做正功,也可以做负功,还可以不做功,在对静摩擦力做功情况进行判断的时候,首先应当对摩擦力方向和物体对地位移之间的关系形成深入的认识,在静摩擦力方向和物体对地位移方向相同的情况下,静摩擦力是物体运动的动力,静摩擦力对物体做正功;在静摩擦力方向和物体位移方向相反的情况下,静摩擦力是物体运动过程中的阻力,静摩擦力对物体做负功,在静摩擦力的方向和物体位移方向之间垂直的情况下,静摩擦力既不是动力也不是阻力,静摩擦力就不会对物体做功。
  四、滑动摩擦力做功问题
  滑动摩擦力会让物质运动的速度提升,在此情况下,滑动摩擦力表现出来的是对这一种物质做正功,在粗糙水平地面上,一台汽车停留在地面上,在车内部粗糙的表面当中,放置一个质量是m的木块,在此情况下,汽车向右运动,在经过s距离之后,这一项汽车上的木块向右做一定相对运动,相对位移是S,在这一个过程当中,滑动摩擦力会对物体做多少功。
  在汽车向右运动的过程当中,木块相对汽车会向左做运动,这个木块承受的滑动摩擦力方向水平向右,汽车在向右运动的过程当中,汽车上的木块和地面之间产生的位移距离是S-s,并且方向是水平向右。因此在这个过程当中,滑动摩擦力对汽车上的木块始终都会做正功。做功的大小W=FScos=umg(S-s),但是滑动摸出来相对于汽车来说却是在做负功,数值是W=umgScosπ-umgS。这一组滑动摩擦力对汽车和木块两个物体之间的做功总和是-umgs。所以滑动摩擦力对于汽车和木块这一个系统来说,做的仍然是负功。
  也有有另外一种情况,虽然水平桌面个受到木块向右运动过程中形成的滑动摩擦力的阻碍作用,但是桌面在这个过程当中,并没有发生任何运动。换一种说法,在滑动摩擦力的作用之下,和地面相对的桌面产生的位移距离始终都是0,做的功也是0.所以滑动摩擦力在这样一个过程当中,并不会对桌面做功。
  五、结语
  总而言之,在高中物理知识学习过程中,静摩擦力做功问题是高考考试环节当中的重难点问题,所以针对高中物理学科学习的同学来说,针对摩擦力做功问题开展专项研究工作,可以让自身的成绩得到大幅度提升。笔者依据自身的高中物理知识学习实际经验,为大家风向摩擦力领域当中的问题,希望可以在日后学生学习摩擦力知识的过程中,起到一定借鉴性作用,最终在我国社会经济发展进程向前推进的过程中,做出一定贡献。
  参考文献:
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