摘 要：在高中物理的學(xué)習(xí)中，摩擦力做功是一項(xiàng)重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容，在高考考查中占有較重比例。但是很多同學(xué)都感覺(jué)摩擦力部分比較難學(xué)，尤其是靜摩擦力掌握起來(lái)更加困難。而要想弄清楚摩擦力做功的問(wèn)題，就要明確摩擦力做功的特點(diǎn)以及力對(duì)物體做功問(wèn)題的常規(guī)求解方法?；诖?，本文在分析物理摩擦力做功特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)高中物理中摩擦力做功的常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行了分析，希望本文的分享對(duì)提高大家的學(xué)習(xí)效率能有所幫助。

關(guān)鍵詞：高中物理;摩擦力做功;基本特點(diǎn);常見(jiàn)問(wèn)題

一、 物理摩擦力做功的特點(diǎn)

在高中物理學(xué)習(xí)過(guò)程中，滑動(dòng)摩擦力以及靜摩擦力都可做正功或負(fù)功，同時(shí)也存在不做功的情況，例如皮帶在傳送的過(guò)程中，皮帶會(huì)受到靜摩擦力正功的影響，而皮帶則處于不做功的狀態(tài)。靜摩擦力在做功的過(guò)程中僅能實(shí)現(xiàn)機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)化，在這一狀態(tài)下靜摩擦力的主要職能就是傳遞機(jī)械能，且機(jī)械能無(wú)法轉(zhuǎn)化為其他形式的能?；瑒?dòng)摩擦力在做功的過(guò)程中，不僅可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)化，還可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與其他形式能之間的相互轉(zhuǎn)化。在相互作用的系統(tǒng)中，一對(duì)靜摩擦力在做功時(shí)的代數(shù)和為“0”。在相互摩擦力系統(tǒng)中，系統(tǒng)所消耗的機(jī)械能為負(fù)值，即一對(duì)摩擦力做的功均是負(fù)值，且絕對(duì)值等于相對(duì)位移與摩擦力的乘積。當(dāng)某一物體受到摩擦力影響時(shí)，這個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的方向會(huì)與另一物體運(yùn)動(dòng)的方向相對(duì)相反，且受摩擦力的方向與另一物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向也相反。根據(jù)公式f=μN(yùn)可以得出摩擦力的大小，并通過(guò)第二定律計(jì)算出物體受力以及物體當(dāng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

二、 滑動(dòng)摩擦做功問(wèn)題分享

（一） 滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體做負(fù)功

在物體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，滑動(dòng)摩擦力會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定的影響，所以物體需要克服摩擦力的阻礙，此時(shí)滑動(dòng)摩擦力對(duì)于物體的做功則為負(fù)。下面通過(guò)例題分享負(fù)功的解題方式：

【例1】 將質(zhì)量等于m的木塊置于水平且粗糙的桌面，依靠外界的拉力F向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)的距離等于S時(shí)，計(jì)算滑動(dòng)摩擦力對(duì)于木塊的做功。設(shè)定木塊與桌面之間的摩擦因數(shù)為μ，則具體運(yùn)動(dòng)如圖1所示：

解：當(dāng)木塊在桌面上依靠外界力量F向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)摩擦力理論的相關(guān)知識(shí)可知，便可計(jì)算出木塊與桌面之間摩擦力之間的摩擦力：f=μmg。根據(jù)題目可知，摩擦力的方向水平向右，對(duì)此可以依公式w=fScosθ，能夠得出W=μmgScosπ=-μmgs，由于此時(shí)滑動(dòng)摩擦對(duì)木塊做負(fù)功，所以最終結(jié)果小于0。通過(guò)上述解題方式可以發(fā)現(xiàn)，主要熟練掌握并運(yùn)動(dòng)物理課程中的公式、理論便可以降低解題的難度，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。

（二） 滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體做正功

摩擦力在某些情況下可幫助物體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，這時(shí)，滑動(dòng)滑動(dòng)摩擦力會(huì)對(duì)物體做正功。

【例2】 一輛車的粗糙表面上方有一個(gè)質(zhì)量為m的物體停在水平地面上，當(dāng)車向右運(yùn)動(dòng)的位移為S時(shí)，車上的物體會(huì)相對(duì)向左運(yùn)動(dòng)，位移為S′，如圖2所示，問(wèn)滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體m的做功為多少？

解：當(dāng)小車在向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中物體會(huì)朝向相對(duì)于小車相反的方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，因此，物體所受到的摩擦力的方向是向右的，小車與濃重，車上的物體與地面形成的相對(duì)位移為S-S′，且方向向右，因此滑動(dòng)摩擦力在這一過(guò)程中對(duì)車上物體做正功，大小為W=FScosθ=μmg（S-S′），而摩擦力在這一過(guò)程中對(duì)這個(gè)小車做負(fù)功，摩擦力做功為W′=μmgScosπ=-μmgS，而這一對(duì)滑動(dòng)摩擦力在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)兩個(gè)物體做功的總和為W=W+W′=μmg（S-S′）+（-μmgS）=-μmgS′，為負(fù)值。

（三） 滑動(dòng)摩擦力的無(wú)功問(wèn)題

在物理課程的學(xué)習(xí)中，重點(diǎn)分析滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體的負(fù)功、正功，而實(shí)際上還存在無(wú)功現(xiàn)象。以圖1為例，盡管木塊在向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，會(huì)對(duì)桌面產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力的效果，但是桌面并不會(huì)因?yàn)槟Σ炼S著木塊同時(shí)運(yùn)動(dòng)。簡(jiǎn)言之，物體在滑動(dòng)摩擦的作用下，其自身與地面的位移距離始終為0，其做功也等于0，因此說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力并未對(duì)物體產(chǎn)生做功，即0。

三、 靜摩擦力做功問(wèn)題分享

兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)其接觸表面之間有相對(duì)滑動(dòng)的趨勢(shì)，但尚保持相對(duì)靜止時(shí)，這種阻力稱為靜滑動(dòng)摩擦力，簡(jiǎn)稱靜摩擦力，一般用f表示。對(duì)于靜摩擦力的學(xué)習(xí)，也是部分同學(xué)學(xué)習(xí)物理知識(shí)的難點(diǎn)，接下來(lái)通過(guò)第三個(gè)例子分享靜摩擦力做功的問(wèn)題。

【例3】 如圖3所示，一傳送帶與水平地面夾角為θ，同時(shí)在傳送帶上放置一個(gè)物體，相對(duì)于傳送帶來(lái)說(shuō)物體始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)傳送帶勻速將物體向下傳送時(shí)，靜摩擦力對(duì)物體的做功是多少？

解：當(dāng)傳送帶勻速將物體向下傳送時(shí)，物體與地面相對(duì)的位移方向是沿著斜面向下，而在這一過(guò)程中傳送帶對(duì)物體的靜摩擦力和物體重力沿斜面的分力平衡，物體所受靜摩擦力方向與其位移方向相反，因此在傳輸過(guò)程中靜摩擦力對(duì)傳送帶上的物體做負(fù)功。同理，若是圖中的傳送帶是勻速向上傳送物體靜摩擦力就對(duì)物體做正功。此外，若是物體與地面始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，在受摩擦力的影響下沒(méi)有產(chǎn)生位移，則這一過(guò)程中靜摩擦力就沒(méi)有對(duì)物體做功。在同學(xué)們學(xué)習(xí)物理的過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)物體承受的摩擦力以及物體的運(yùn)動(dòng)方向來(lái)判斷靜摩擦力是否對(duì)物體做功或者做的是何種功，通過(guò)理智的判斷和分析最終得出結(jié)論。

四、 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，摩擦力做功問(wèn)題是物理學(xué)習(xí)中常見(jiàn)的問(wèn)題，對(duì)有些高中生來(lái)講具有一定的難度。但是，只要同學(xué)們認(rèn)真學(xué)習(xí)，在課堂上認(rèn)真聽(tīng)取教師對(duì)典型例題的講解，同時(shí)提高自身的理解分析能力，將摩擦力做功問(wèn)題歸類，掌握每種類型題的解題方式，解決學(xué)習(xí)過(guò)程中的疑點(diǎn)與難點(diǎn)，從而提高解題效率，提升學(xué)習(xí)質(zhì)量，為今后的物理學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]凌右泉.高中物理摩擦力做功的常見(jiàn)問(wèn)題分享[J].經(jīng)貿(mào)實(shí)踐，2016（23）：221.

作者簡(jiǎn)介：

宋垚，河北省衡水市，衡水市第一中學(xué)。