题目
作用力与反作用力这一对力所作功之和一定为零。A. 对B. 错
作用力与反作用力这一对力所作功之和一定为零。
A. 对
B. 错
题目解答
答案
B. 错
解析
作用力与反作用力是牛顿第三定律的核心内容,它们大小相等、方向相反,但作用在不同物体上。本题的关键在于理解功的计算与位移的关系。功的大小由力与物体在力方向上的位移共同决定,而作用力与反作用力的位移可能不同,因此它们的功之和不一定为零。例如,当两个物体发生相对运动时,或其中一个物体位移为零时,总功可能不为零。
核心思路
- 功的定义:功 $W = F \cdot s \cdot \cos\theta$,其中 $s$ 是物体在力方向上的位移。
- 作用力与反作用力的特点:大小相等、方向相反,但作用在不同物体上。
- 功之和的计算:若作用力对物体A做功 $W_1 = F \cdot s_A$,反作用力对物体B做功 $W_2 = -F \cdot s_B$,则总功为 $W_1 + W_2 = F(s_A - s_B)$。
- 关键结论:若 $s_A \neq s_B$,则总功 $W_1 + W_2 \neq 0$。
典型反例
-
静摩擦力中的相对运动趋势:
例如,人行走时,脚与地面的静摩擦力是一对作用力与反作用力。脚对地面的摩擦力使脚向前移动(位移 $s_{\text{脚}}$),但地面几乎不动(位移 $s_{\text{地}} \approx 0$)。此时总功为 $W_{\text{总}} = F \cdot s_{\text{脚}} - F \cdot 0 = F \cdot s_{\text{脚}} > 0$,显然不为零。 -
两物体相对滑动:
若两个物体A和B在粗糙表面滑动,作用力与反作用力的位移方向相反且大小不同,总功 $W_{\text{总}} = F(s_A - s_B)$ 可能为正值或负值。