题目
关于摩擦力做功的基本性质 下列关于摩擦力做功的说法中,正确的是()A. 摩擦力既可以做正功,也可以做负功,还可以不做功B. 一对相互作用的滑动摩擦力做功之和一定为零C. 静摩擦力一定不做功D. 滑动摩擦力总是对物体做负功
关于摩擦力做功的基本性质 下列关于摩擦力做功的说法中,正确的是()
A. 摩擦力既可以做正功,也可以做负功,还可以不做功
B. 一对相互作用的滑动摩擦力做功之和一定为零
C. 静摩擦力一定不做功
D. 滑动摩擦力总是对物体做负功
题目解答
答案
A. 摩擦力既可以做正功,也可以做负功,还可以不做功
解析
本题主要考察摩擦力做功的基本性质,需对静摩擦力和滑动摩擦力的做功情况分别分析,同时明确一对相互作用力做功的特点。
选项A分析
摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)做功的正负取决于摩擦力方向与物体位移方向的夹角:
- 正功:若摩擦力方向与位移方向相同,则做正功。例如,人走路时,地面给脚的静摩擦力方向向前,与人的位移方向一致,静摩擦力对人做正功。
- 负功:若摩擦力方向与位移方向相反,则做负功。例如,滑动的木块在粗糙地面上减速,地面的滑动摩擦力方向与木块位移方向相反,对木块做负功。
- 不做功:若物体在摩擦力方向上无位移(位移为零),则摩擦力不做功。例如,静止在斜面上的物体,受到的静摩擦力方向沿斜面向上,但物体没有位移,静摩擦力不做功。
因此,摩擦力既可以做正功、负功,也可以不做功,选项A正确。
选项B分析
一对相互作用的滑动摩擦力(作用力与反作用力)大小相等、方向相反,但作用在两个不同物体上,两物体的位移不一定相等(可能大小不同、方向相反),因此做功之和不一定为零。
反例:粗糙地面上,木块在木板上滑动,木板也在地面上滑动。木块受到木板的滑动摩擦力向左,木板受到木块的滑动摩擦力向右;若木块位移为$x_1$,木板位移为$x_2$(\相反),则摩擦力对木块做功$-f x_1$,对木板做功$f x_2$,总功$f(x_2 - x_1) \neq 0$(因$x_1 \neq x_2$)。
因此,选项B错误。
选项C分析
静摩擦力可以做功(如前所述,人走路时地面的静摩擦力对人做正功),只有当物体在静摩擦力方向上无位移时,静摩擦力才不做功。因此,选项C错误。
选项D分析
滑动摩擦力不一定总做负功,也可做正功。反例:传送带传送货物时,货物加速过程中,传送带对货物的滑动摩擦力方向与货物位移方向相同,对货物做正功。因此,选项D错误。