高中物理最大静摩擦力（摩擦力做功与能量变化之间的关系问题）

在高中物理必修二《机械能守恒定律》这一章中，有一个非常重要的问题，即功能关系问题。在功能关系问题中，有一个特别容易混淆的内容——摩擦力做功问题。

尤其是摩擦力做功究竟改变了那种能量，好多童鞋容易搞错。

今天小编就给各位童鞋们通过例子，好好分析一下摩擦力做功究竟改变了哪种能量。

首先摩擦力有静摩擦力与滑动摩擦力，所以我们分成两种情况研究：

一、静摩擦力做功：

1、如图1，放在水平桌面上的物体A在水平拉力F的作用下未动，则桌面对A向左的静摩擦力做不做功？

很明显，因为物体没有运动，所以也就不产生位移 ，此时力F不做功。此时也没有能量的改变。

2、如图2，A和B叠放在一起置于光滑水平桌面上，在拉力F的作用下，A和B一起向右加速运动，则B对A的静摩擦力做不做功？ A对B的静摩擦力做不做功？

此时物体A对B的静摩擦力方向向右，根据作用力与反作用力的关系，B对A的静摩擦力向左，因为A、B均向右运动，所以A对B的静摩擦力做正功，B的动能增大，静摩擦力改变了B的动能；B对A的静摩擦力做负功，其大小与A对B的静摩擦力做的正功相同。它也是改变了A的动能。

所以由此我们总结静摩擦力做功的特点是：

⑴静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。

⑵相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零。

⑶在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转移（静摩擦力起着传递机械能的作用），而没有机械能转化为其它形式的能。

二、滑动摩擦力做功：

如图4，上表面不光滑的长木板，放在光滑的水平地面上，一小铁块以速度V0从木板的左端滑上木板，当铁块和木板相对静止以共同速度运动时，木板相对地面滑动的距离为S，小铁块相对木板滑动的距离为d ，

首先分析它们所受的滑动摩擦力，小铁块速度大于长木板，所以长木板对小铁块的滑动摩擦力方向向左，小铁块对长木板的滑动摩擦力方向向右。

对小铁块来说：

滑动摩擦力对铁块所做的功为：

根据动能定理，小铁块动能的变化量为：

上面的式子表明：铁块从开始滑动到相对木板静止的过程中，滑动摩擦力对小铁块所做的负功使其动能减少。

铁块减少的动能变成什么能量了呢？

我们接着往下分析：

对长木板来说：，

滑动摩擦力对长木板所做的功为：

根据动能定理，长木板动能的变化量为：

上面的式子表明：铁块从开始滑动到相对木板静止的过程中，滑动摩擦力对长木板所做的正功使其动能增加。

根据上面的分析可以看出：小铁块动能减少了f（S d），长木板动能增加了fS，小铁块的动能转移到了长木板。

但并不是把全部的动能传递给了长木板，多余的动能转化成了内能：

即：f（S d）-fS=fd，次fd即为转化成的内能（或热量）。

综上所述，我们可以得到结论

滑动摩擦力做功有以下特点：

①滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可以不做功。

②相互摩擦的系统内，一对滑动摩擦力所做的功总为负值，其绝对值等于滑动摩擦力与相对位移d 的乘积，且等于系统损失的机械能，也就是产生的内能（或热量）。

③一对滑动摩擦力做功的过程中，能量的转化有两种情况：

1、相互摩擦的物体间机械能的转移；

2、是机械能转化为内能。

结 束

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