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什么情况摩擦力 (每日一题)高中物理:f、做负功

更新时间:2024-02-29 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

编者按:物理有趣、有趣、合理!euc物理好资源网(原物理ok网)

虽然我是做分享知识的生意,当然分享解决高中物理问题的方法,但也不能说很先进。euc物理好资源网(原物理ok网)

但有时候,我什至有点不愿意分享。 并不是自私、不愿意贡献自己的思考成果。 其实了解我的朋友都知道,我“善于教导别人”,这是一个贬义词!euc物理好资源网(原物理ok网)

但分享很累,而且很难达成共识。 有时候常常会招来批评,说我说错了,说错了等等!euc物理好资源网(原物理ok网)

我该怎么说呢? 每个人的认知不一样!euc物理好资源网(原物理ok网)

对于高中物理来说,有时在分析具体问题时,由于问题的简化程度不同,使用的模型不同,最终的分析结果也不同。 我并不是说我是对的。euc物理好资源网(原物理ok网)

我只是认为在我的这个模型中,我的结论可能是正确的,euc物理好资源网(原物理ok网)

当然,也有朋友说了,我为什么要用你的模型呢?euc物理好资源网(原物理ok网)

好吧,对不起! 别再吵了,吵是我的错!euc物理好资源网(原物理ok网)

但为什么我今天要分享这个有争议的问题呢? 因为今天我和朋友、老师讨论这个问题的时候,我们基本上达成了共识。euc物理好资源网(原物理ok网)

所以对于这个问题我还是想分享一下我的想法。 如果大家觉得不对的话,就来看看吧!euc物理好资源网(原物理ok网)

问题如下:euc物理好资源网(原物理ok网)

例:如图所示,一辆平板卡车放置在光滑的水平面上,一个人从卡车左端加速到右端。 假设平板车受到的摩擦力为f,人受到的摩擦力为f'。 下列说法正确的是:( )euc物理好资源网(原物理ok网)

A.f和f'都做正功euc物理好资源网(原物理ok网)

B. f 和 f' 都做负功euc物理好资源网(原物理ok网)

C. f 做负功,f' 做正功euc物理好资源网(原物理ok网)

D.由于是静摩擦力,所以f和f'所做的功为零。euc物理好资源网(原物理ok网)

答:这个问题我确实思考了很久,尤其是最近高考之后,我正在“山居”休养。euc物理好资源网(原物理ok网)

“山居”很适合我,尤其是这个地方非常“老村”和“自由”。 我只是太“累”了。 虽然我不求名利,但我总是渴望弄清楚一些问题。euc物理好资源网(原物理ok网)

所以尽管我“住在山里”,我仍然在思考这些问题! 但仔细想想,除了思考这些问题,我还有什么乐趣呢?euc物理好资源网(原物理ok网)

我也看过一些关于这个问题分析的论文,也有类似这篇文章的观点。 我并不是想“拉帮结派”寻求认可,只是想表达“我并不孤单”。 我也重申一下,不是为了争论,只是分享我的经验。 只是想。euc物理好资源网(原物理ok网)

让我们继续,euc物理好资源网(原物理ok网)

对于这个问题,原答案提供的思路是,euc物理好资源网(原物理ok网)

平板车上的摩擦力f是向左的,平板车向左移动。euc物理好资源网(原物理ok网)

人受到的摩擦力f'是向右的,人向右移动,euc物理好资源网(原物理ok网)

因此,f和f'都做正功,答案为A。euc物理好资源网(原物理ok网)

好的,关于这个问题我们有以下疑问:euc物理好资源网(原物理ok网)

1、如果摩擦力做正功,那么平板车和人的动能就会增加。 能量从哪里来?euc物理好资源网(原物理ok网)

这很简单。 能源来自于人的生物能。 如果你再问,生物能源如何成为平板车和人的动能? 这不是物理问题。 我不了解骨骼、肌肉或 ATP。euc物理好资源网(原物理ok网)

2、平板车与人的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力?euc物理好资源网(原物理ok网)

一定是静摩擦力。 你们自己想想吧,我就不解释了!euc物理好资源网(原物理ok网)

3、继续问题2,既然是静摩擦,那么一对静摩擦力所做的功的代数和不应该为零吗? 这不是与“f和f'都做正功”矛盾吗?euc物理好资源网(原物理ok网)

对于这个问题,我们先解释一下为什么“一对静摩擦力所做的功的代数和为零”,euc物理好资源网(原物理ok网)

抛开这个问题不谈,所谓静摩擦力,是指两个物体之间存在相对运动的趋势。 所谓趋势,就是没有相对运动。 如果没有相对运动,这意味着什么? 解释两个物体一起移动,euc物理好资源网(原物理ok网)

但两个物体上的静摩擦力大小相等,方向相反,因为它是作用力和反作用力。euc物理好资源网(原物理ok网)

力的方向相反,两个受力的物体受力时一起运动。 那么必须一个做正功,另一个做负功,代数和为零!euc物理好资源网(原物理ok网)

为了分析清楚“一对静摩擦力所做的功的代数和为零”与“f和f'都做正功”之间的矛盾,人们发展了各种观点,euc物理好资源网(原物理ok网)

到目前为止,我还没有看到有人说上题中平板车和人之间的摩擦力是滑动摩擦力。 我现在还没见过这样的景色。 毕竟是很不靠谱的。euc物理好资源网(原物理ok网)

经过一番研究,有的朋友举了各种例子什么情况摩擦力,试图证明“一对静摩擦力所做的功的代数和可以不为零”。 然而,最终研究这些例子后什么情况摩擦力,发现它们都是上面例子的翻版,或者说本质就是上面的例子,euc物理好资源网(原物理ok网)

这些研究都是在同意上述问题的答案后才进行的。 为了认证而认证,大多数没有多大意义。euc物理好资源网(原物理ok网)

那么为什么这么多朋友坚信上述问题的答案是正确的呢?euc物理好资源网(原物理ok网)

因为模型的原因,当我们在粒子模型上讨论这个问题时,只能得到上面的答案。 也就是说,上面的答案是基于粒子模型的。euc物理好资源网(原物理ok网)

但现在,我们却发现了一个矛盾。 如果我们同意“一对静摩擦力所做的功的代数和为零”的观点,我们就无法从质量的角度来分析问题。euc物理好资源网(原物理ok网)

那么如何分析呢?euc物理好资源网(原物理ok网)

首先,我想告诉朋友们的是我在《原野:疑点剖析4:深刻认识工作中的位移,利用绳索工作的“过渡”效应解决问题》一文中分享的一些观点,复制如下:euc物理好资源网(原物理ok网)

(1)在力运动的过程中,物体上各点的位移是一致的,那么物体的位移就是做功的位移,比如上面提到的平板车。euc物理好资源网(原物理ok网)

(2)在受力运动过程中,物体上各点的位移不一致,如变形、旋转、跳高等。 这样,我们只考虑直接受力点的位移,即受力物体。 力施加点的位移。 例如,当人跳高时,地面支撑力作用在人身上的直接受力点就是脚。 脚没有位移,因此地面支撑力不起作用。 比如上面提到的这个人。euc物理好资源网(原物理ok网)

这样我们就可以分析一下,euc物理好资源网(原物理ok网)

平板车上的摩擦力f向左移动,平板车向左移动,所以f做正功,euc物理好资源网(原物理ok网)

当人的脚与平板车之间存在摩擦时,人的脚与平板车之间没有相对运动,因此人的脚也向左移动,人的脚受到的摩擦力f'为右边,所以 f' 做负功,euc物理好资源网(原物理ok网)

而且f做正功,f'做负功,代数和为零,这与“一对静摩擦力做功的代数和为零”并不矛盾,euc物理好资源网(原物理ok网)

但朋友们又有疑问了,主要是以下几个问题,比如,euc物理好资源网(原物理ok网)

1. 摩擦力对人有负面作用。 人增加的动能从哪里来?euc物理好资源网(原物理ok网)

很简单,生物能源。euc物理好资源网(原物理ok网)

2.人的脚向左移动,但问题说人向右移动。 你如何解释这一点?euc物理好资源网(原物理ok网)

这很简单。 人在这里不能被视为粒子。 人整体向右移动(或人的重心向右移动),但人的部分脚向左移动。euc物理好资源网(原物理ok网)

3、继续上一个问题,如何实现人整体向右运动(或者说质心向右运动),但是人的脚却向左运动,euc物理好资源网(原物理ok网)

答案是,内功。euc物理好资源网(原物理ok网)

接下来我用一个简单的模型来解释一下这个人的“内力”模型。euc物理好资源网(原物理ok网)

虽然有点夸张,下面这个模型可能朋友们不认可,但是我想在下面表达两个观点。 我希望朋友们能同意,就像我非常同意“一对静摩擦力所做的功的代数和为零”一样的观点。正是因为我同意“一对静摩擦力做功的代数和为零”的观点。一对静摩擦力所做的功为零”,这是我在这篇文章中提出的。euc物理好资源网(原物理ok网)

所以我们无论是思考问题还是做人做事,都要有自己的基本观点。 如果基本观点不同,其实没有必要继续讨论或者相处。euc物理好资源网(原物理ok网)

解释一下内力。 所谓内力,实际上是由研究对象决定的。 当我们研究某种组合时,组合之间的相互作用就是内力。 当我们使用隔离方法时,内力就变成了一个孤立的物体。 外部压力,euc物理好资源网(原物理ok网)

因此,我们在研究组合时,必须考虑内力。 关于内力,我觉得以下两点是无疑的,euc物理好资源网(原物理ok网)

1、内力是成对出现的,所以在使用牛顿第二整体定律方法时,不需要考虑内力的影响,或者说,在研究整体质心加速度时,有无需考虑内力的影响。euc物理好资源网(原物理ok网)

2、研究能量关系时,需要考虑内力所做的功。 尽管内力是成对的,但所做功的代数和不一定等于零。 可能存在能量输出或能量损失。euc物理好资源网(原物理ok网)

这里对上面第2点进行补充说明:euc物理好资源网(原物理ok网)

例如,如果一对滑动摩擦力所做的功的代数和为负,则意味着存在能量损失。 这是大家都熟悉的事情。euc物理好资源网(原物理ok网)

一对静摩擦力所做的功的代数和为零。 这是我所认同的,也是本文的核心内容。euc物理好资源网(原物理ok网)

还有朋友认为,一对静摩擦力所做的功的代数和不为零,就能有能量输出。 这就是整篇文章中两种观点的区别。euc物理好资源网(原物理ok网)

我们继续吧。 例如,我们将人视为组合,如下图所示。 是不是很像男厕所的标志? 是的,我在《山居》上厕所的时候就想到了!euc物理好资源网(原物理ok网)

这样,根据牛顿第二定律,在不考虑内力的情况下,我们得到,euc物理好资源网(原物理ok网)

f'=ma_c=(m_头+m_身+m_腿+m_脚)a_ceuc物理好资源网(原物理ok网)

即人体(质心)向右有加速度a_c,euc物理好资源网(原物理ok网)

单独分析脚,只要f'">f_{内1}'>f',那么此时脚就会有向左的加速度。euc物理好资源网(原物理ok网)

从能量分析来看,euc物理好资源网(原物理ok网)

W_in-W_{f'}=Delta E_keuc物理好资源网(原物理ok网)

即在内力和外力的共同作用下,人的动能增加。euc物理好资源网(原物理ok网)

好的,这是我的模型,我完成了!euc物理好资源网(原物理ok网)

朋友们快来看看吧! 毕竟这篇文章已经延长了,还有很多东西看不懂。 毕竟“人不简单”!euc物理好资源网(原物理ok网)

朋友们,我们下次再见!euc物理好资源网(原物理ok网)

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