神马作文网摩擦生热与相对位移在计算相对运动的物体间（如小车和木块）摩擦产生的内能时,用摩擦力乘相对位移得到产生的内能Q=fR
来源：学生作业帮 编辑：神马作文网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/11/12 20:02:23
摩擦生热与相对位移
在计算相对运动的物体间（如小车和木块）摩擦产生的内能时,用摩擦力乘相对位移得到产生的内能Q=f•s.这条式子是怎么来的,原理是什么?
在计算相对运动的物体间（如小车和木块）摩擦产生的内能时,用摩擦力乘相对位移得到产生的内能Q=f•s.这条式子是怎么来的,原理是什么?
计算相对滑动而产生的热量 Q＝f *S相对 ,这个式子可从能量关系来证明,不要把 f*S相对 理解成摩擦力做的功,因为做功计算中的位移是与惯性参照物的选择有关的.
为方便证明,我举例（质量是m的木块在质量是M的长木板上滑动）如下：
情况一：当木板固定时,木块以V0的初速滑上木板,在木板上滑动 S相对 的距离就停止.
将木块与木板作为系统,木块克服摩擦力 f 做的功是 f*S相对 ,对木块用动能定理 得
f*S相对＝m*V0^2 / 2
而系统的机械能完全转化为热能,有 m*V0^2 / 2＝Q
所以有 Q＝f*S相对 . （因木板固定不动,所以 S相对 在这时可用来计算摩擦力的功）
情况二：长木板放在光滑水平面静止,木块以V0初速滑上木板.
设最终它们共同速度是 V
由系统动量守恒 得 m*V0＝（m＋M）V
设木块对地的位移是 S1,木板对地的位移是 S2
对木块用动能定理 得 －f*S1＝（m*V^2 / 2）－（m*V0^2 / 2）
对木板用动能定理 得 f*S2＝M*V^2 / 2
且 S相对＝S1－S2
以上各式联立 得 f*S相对＝( m*V0^2 / 2)－[ (m＋M)*V^2 / 2 ]
从能量转化角度看,系统减小的机械能是转化为热能的.
即 Q＝( m*V0^2 / 2)－[ (m＋M)*V^2 / 2 ]
所以 Q＝f*S相对 .
再问： 那么Q=f•s相 这个公式不是一个直接可以得到的结论，而是由动能定理和能量转化守恒推导出来的。是吗？
再答： 可以这样认为。但要知道这个关系只能用在相对滑动产生热量的计算。
为方便证明,我举例（质量是m的木块在质量是M的长木板上滑动）如下：
情况一：当木板固定时,木块以V0的初速滑上木板,在木板上滑动 S相对 的距离就停止.
将木块与木板作为系统,木块克服摩擦力 f 做的功是 f*S相对 ,对木块用动能定理 得
f*S相对＝m*V0^2 / 2
而系统的机械能完全转化为热能,有 m*V0^2 / 2＝Q
所以有 Q＝f*S相对 . （因木板固定不动,所以 S相对 在这时可用来计算摩擦力的功）
情况二：长木板放在光滑水平面静止,木块以V0初速滑上木板.
设最终它们共同速度是 V
由系统动量守恒 得 m*V0＝（m＋M）V
设木块对地的位移是 S1,木板对地的位移是 S2
对木块用动能定理 得 －f*S1＝（m*V^2 / 2）－（m*V0^2 / 2）
对木板用动能定理 得 f*S2＝M*V^2 / 2
且 S相对＝S1－S2
以上各式联立 得 f*S相对＝( m*V0^2 / 2)－[ (m＋M)*V^2 / 2 ]
从能量转化角度看,系统减小的机械能是转化为热能的.
即 Q＝( m*V0^2 / 2)－[ (m＋M)*V^2 / 2 ]
所以 Q＝f*S相对 .
再问： 那么Q=f•s相 这个公式不是一个直接可以得到的结论，而是由动能定理和能量转化守恒推导出来的。是吗？
再答： 可以这样认为。但要知道这个关系只能用在相对滑动产生热量的计算。
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