在高中物理中,與摩擦力做功有關的主要有以下幾種摩擦力:
1. 靜摩擦力:當一個物體在一個相對運動的物體上滑動時,兩者之間的靜摩擦力會對物體做正功。
2. 滑動摩擦力:兩個相互接觸的物體在相對運動時,它們之間的滑動摩擦力會對兩物體都做負功。
3. 滾動摩擦力:當一個物體在一個相對滾動的物體上滾動時,滾動摩擦力會對該物體做負功。
需要注意的是,摩擦力做功并不局限于特定的方向或運動方式,只要兩個物體之間存在相對運動或有相對運動的趨勢,就會產生摩擦力。同時,摩擦力做功會產生熱量,這是其負面影響之一。
題目:一個質量為5kg的物體在水平地面上受到一個與水平面成30度角的拉力F的作用,拉力大小為20N,物體移動了2m的距離,求各個力對物體所做的功。
解析:
1. 已知力:拉力F的大小為20N,方向與水平面成30度角。
2. 已知位移:物體移動的距離為2m。
3. 摩擦力:由于物體在水平面上運動,所以摩擦力為滑動摩擦力,大小為f = μG = 0.259.8 = 9.8N。
根據功的公式,我們可以分別計算各個力對物體所做的功:
1. 拉力做的功:
W1 = Fcosθs = 20cos302 = 17.86J
其中,cosθ表示拉力與水平方向的夾角余弦值。
2. 重力做的功:
W2 = Gs = 59.82 = 98J
3. 摩擦力做的功:
W3 = -fs = -9.82 = -19.6J
其中,負號表示摩擦力做負功。
所以,各個力對物體所做的總功為:
W總 = W1 + W2 - W3 = 17.86 + 98 - 19.6 = 76.46J
答案:拉力對物體做了17.86J的正功,重力做了98J的負功,摩擦力做了-19.6J的負功,總功為76.46J。