摩擦力做功與產(chǎn)生熱能的關(guān)系

1、- #-產(chǎn)生的熱量為Q=Amgs,45全過程中產(chǎn)生的熱量為：Q=15(Q+Q+Q)+Q+Q=14155.5J.123143.3在復(fù)雜物理過程中的應(yīng)用如圖，長(zhǎng)木板ab的b端固定一檔板，木板連同檔板的質(zhì)量為M=4.0kg,a、b間距離s=2.0m。木板位于光滑水平面上。在木板a端有一小物塊，其質(zhì)量m=1.0kg,小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩=.10，它們都處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)令小物塊以初速人4.0m/s沿木板向前滑動(dòng)，直到和檔板相撞。碰撞后，小物塊恰好回到a端而不脫離木板。求碰撞過程中損失的機(jī)械能。解析：設(shè)木塊和物塊最后共同的速度為v,由動(dòng)量守恒定律mv=(m,M)v0設(shè)全過程損失的機(jī)械能為E,(m+

2、(m+M)v2mv2一2o用S表示從物塊開始運(yùn)動(dòng)到碰撞前瞬間木板的位移,W表示在這段時(shí)間內(nèi)摩擦力對(duì)木板所做的功。用氣表示同樣時(shí)間內(nèi)摩擦力對(duì)物塊所做的功。用s2表示從碰撞后瞬間到物塊回到a端時(shí)木板的位移，W表示在這段時(shí)間內(nèi)摩擦力對(duì)木板所做的功。用W表示同樣時(shí)間內(nèi)摩擦力對(duì)物塊所TOC o 1-5 h z4做的功。用W表示在全過程中摩擦力做的總功，則W=卩mgs1W=-卩mg(s+s)W=一叫2W=盹(S2-S)W=W+W+W+W1234用E1表示在碰撞過程中損失的機(jī)械能，則E=EW1由一式解得廠1mM_E=v2一2pmgs12m+M0代入數(shù)據(jù)得E1=2.4J以上是根據(jù)逐一的分析物體在分過程中運(yùn)動(dòng)情

3、況，從求解在不同的位移中，摩擦力做功的總代數(shù)和來(lái)突破的，但筆者認(rèn)為本題有更簡(jiǎn)捷的思路：另解：根據(jù)能量守恒定律得：全過程損失的總機(jī)械能為E,部分在碰撞過程中損失即E1,另一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能Q,其中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能部分內(nèi)能的量值等于滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)位移的乘積，從初始物塊開始運(yùn)動(dòng)到恰好回到a端而不脫離木板的全過程中，相對(duì)位移為2s，即內(nèi)能可求;設(shè)木塊和物塊最后共同的速度為v,由動(dòng)量守恒定律mv=(mM)v0設(shè)全過程損失的機(jī)械能為E,E=丄mv2一(m+M)v2202根據(jù)能量守恒定律：E=E+Q；Q=f.S=2umgs滑動(dòng)相對(duì)由一式解得的答案是相同的，E1=2.4J點(diǎn)評(píng)：這兩道綜合題主要考查的是對(duì)有關(guān)摩擦力做功與產(chǎn)生熱能的理解，對(duì)于生熱的求解，關(guān)鍵理解轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量值等于滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)位移的乘積即：Q=f滑動(dòng).