摩擦力做功为什么不等于动能增量+摩擦生热?

 

2018-12-10 21:24

  如图所示,一块长木板B放在光滑的水平面上,再在B上放一物体A,现以恒定的外力拉B,A、B发生相对滑动,向前移动了一段距离.在此过程中()“B对A的摩擦力所做的功等于A的动能增加...

  如图所示,一块长木板B放在光滑的水平面上,再在B上放一物体A,现以恒定的外力拉B,A、B发生相对滑动,向前移动了一段距离.在此过程中()

  首先要注意的是“摩擦生热”这一说法是通俗说法,科学表述是【摩擦过程中系统动能减小,转化为系统内能】(注;不考虑散热,即便考虑散热实质上还是动能先转化为内能,增加的内能再以热量形式放到外界),即【系统动能减量=系统内能增量=摩擦力做功量】,其中系统指相互摩擦的物体系。

  这里必须以物体系为研究对象,不能单以某一物体为研究对象,这是理解的关键。某一物体的动能减小与该物体的内能增加毫无联系(内能增加是两个物体共同增加的)。

  需要特别注意的是,上述摩擦力是系统内力,不是外力。内力做功无正负之分,做功的效果是将系统动能等量转化为系统内能。

  以上讨论,未考虑系统受外力作用。对于这个题目,系统受外力F作用,系统能量不守恒,F做功量=系统动能增量+系统内能增量。如果AB不存在相对位移,则没有内能增量,系统动能增量比存在相对位移时来的大。存在相对位移和不存在相对位移的动能增量之差,就是内能增量,就是所谓的摩擦生热量。

  B对A的摩擦力,对A而言,是外力,摩擦力作为外力对A做正功的大小=A的动能增加,这是动能定理,经典力学中永远成立。摩擦力作为外力做功量与系统内能增量毫无联系,与A的内能增量更无联系。理解了这一点,这个问题可算完全理解了。

  理解的关键在于:摩擦力作为外力做功 不等于 摩擦力作为内力做功量。前者=摩擦力*(在摩擦力作用下,在地面参考系中A的位移)=A动能增量。后者=摩擦力*AB的相对位移=系统能量转化量。

  A只在水平向右有加速度,表示A所受合外力向右,所以B对A的摩擦力所做的功等于A的动能增加量

  希望能帮到你O(∩_∩)O~追问我不是打了A、B相对滑动?没看到?追答这样的话,这个结论是不正确的追问这结论没错,老师说的追答除非题目里明确不记能量损耗

  希望你能懂我的意思追问一切情况下,和外力做功都等于动能变量?追答首先是适用于宏观低速领域

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