好,我们之前已经把机械能的内容都学完了。在这部分中,我们先分别介绍了机械能的三种形式:重力势能、弹性势能和动能。它们分别都与一种功联系在了一起:重力势能的变化等于重力做功的负值;弹性势能的变化等于弹力做功的负值;动能变化等于合力功。其中注意,重力势能和弹性势能的变化都等于功的负值,动能变化等于功本身。接下来我们又学习了总的机械能,那么它的变化就等于除去重力和作为内力的弹力以外的其余力做功。这个性质叫做功能原理。那如果系统就只有重力和作为内力的弹簧弹力做功的话,这时候机械能就是守恒的。而对于题目的求解,我们通过两道题发现了,凡使用功能原理可以求解的题目,动能定理都可以求解;凡是用机械能守恒求解的题目,动能定理也都可以求解。所以,在后面的题目当中,我们就全部同意用动能定理来解了。而对于功能原理和机械能守恒,只有当选择题的某些选项涉及的时候,我们会判断说法正不正确就O了。没问题吧?
衔接:好,前面我们讲解了机械能,它是表征物体机械运动的。而我们还知道有一种能量叫做内能,它是表征物体内部分子的无规则热运动的。所以,对于内能的研究,如果想要究其本质,需要深入到物质内部的分子运动。但在机械运动这部分,我们先可以通过能量守恒,大体的求解一下与物体的机械运动相关的那部分内能。那这部分内能是如何来的呢?……事实上,它也是与一种力的功联系在一起的,接下来我们看第四个内容:摩擦力做功与内能。
(四)摩擦力做功与内能
首先,我们依旧是先关注一下摩擦力做功的性质。
1、摩擦力做功的性质
之前我们讲解重力做功和弹力做功的时候,都讲了它们有一个共同的性质,就是这两种力做功与路径无关,仅与始末位置相关。那对于摩擦力做功,大家想一下,它与路径有关吗?……有的。我们就想一个最简单的例子,有一个小物块从A点以初速度V0开始运动,有一个与V0方向相反的加速度,运动一段时间之后物块到达最远点B,后又返回A点。已知地面的摩擦因数为μ,那么在这整个过程中,摩擦力做功没有?……肯定有做。从A到B,物块向右运动,摩擦力向左,所以做负功等于-mgμ。那从B回到A,物块向左运动,摩擦力向右,所以摩擦力做功-mgμ。所以整个过程中摩擦力做功为-2mgμ。那由此我们就得出一个关于摩擦力做功的性质,就是:摩擦力做功与具体路径有关。
(1)摩擦力做功与路径有关
那么这点就是摩擦力做功与之前我们学习的重力功和弹力功不同的地方,大家需要重点掌握一下。那除了这个性质之外,摩擦力做功还有一点是需要大家掌握的,就是关于斜面摩擦的性质。OK我们先看一道小题
(2)、斜面摩擦
已知斜面摩擦因数为μ,倾角为θ,底边长为L。求质量为m的物体由斜面顶端运动至底端,摩擦力做功。
好,由上面的公式我们就发现了,斜面摩擦力做功的性质就是,它仅与斜面底端的长度和斜面的摩擦因数相关,而与斜面的倾角没有任何关系。那么这点也是需要大家掌握的。
斜面摩擦做功仅与斜面底端长度和摩擦因数相关
下面看两道题。
eg1、如图所示,一物体自同一高度H从倾角不同的粗糙斜面的顶端由静止开始下滑。若物体与斜面之间的摩擦因数都相同,能使物体在低端获得最大速度的斜面是( )A
A、A斜面 B、C斜面
C、D斜面 D、三个斜面都相同
问的是速度,也就是动能,所以我们只要按照动能定理将物体的动能求解出来,速度也就出来了。动能定理三步骤:第
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