克服摩擦力做的功就是额外功吗 江西永新芦溪中学 曾雄明 有不少同学认为克服摩擦力做的功就是额外功,这种说法是错误的,利用机械做功时的额外功来自两个方面,(1)克服机械本身重力做的功;(2)克服机械系统间的摩擦力做的功。请看下面两题: 题一:G=100N,滑轮的重力都为5N,利用如图一所示的装置将重物匀速提高10cm,拉力始终为30N,求这个装置的机械效率和克服摩擦力做的功 分析:G提高10 cm,F应拉过4×0.1m W总=FS=30N×4×0.1m=12J W有=Gh=100N×0.1m=10J η= W有/ W总=10J/12J≈83.3% W额= W总-W有=12J-10J=2J W额包括克服动滑轮重力做功(5N+5N)×0.1m=1J和克服摩擦力做功:W摩=2J—1J=1J 题二:如图二, G=200N ,地面对它的摩擦力是物重的 0.2 倍,用F=25N的力使物体匀速运动2m,求这个装置的机械效率, 分析:动力F做的功为总功,G移动2m,那么F移动2×2m, W总=FS=25N×4 m=100J 克服物体和地面间摩擦力做的功是有用功 W有=0.2×G×2m=0.2×200N×2m=80J η= W有/ W总=80J/100J=80% 以上两题,题一中克服摩擦力做的功是额外功,题二中克服摩擦力做的功是有用功,关键就在于题一中克服的摩擦力是机械系统间的摩擦,而题二中克服的摩擦力不是机械系统间的摩擦力,那么题二中哪些是机械系统间的摩擦呢?那就是轮和轴之间的摩擦,所以,我们不能一概说克服摩擦力做的功是额外功。 练一练:如图三,A的质量是50Kg,地面与物体间的摩擦力是物重的0.1倍,绳和轮、轮和轴之间的摩擦不计,动滑轮的重力相等,整个装置的机械效率为80%, 求(1)要使A匀速运动F应为多大? (2)每个动滑轮的重力为多大? (答案:F=15.6N,每个动滑轮的重力为6.25N) 附上题解法:(以下解法中都设A运动Sm,每个动滑轮重为G) 解法一:W有=fs=0.1mgs=0.1×50kg×10N/kg×s=50sJ W额=2GsJ W总= W有+W额=(50+2G)SJ 因为η= W有/ W总 80%=50sJ/(50+2G)SJ 解得G=6.25N F=(50N+12.5N)/4=15.6N 解法二:W有=fs=0.1mgs=0.1×50kg×10N/kg×s=50sJ W总=F×4S= 因为η= W有/ W总 即 80%=50sJ/4FSJ F=15.6N 而4F=f+2G 所以G=6.25N 本文来源:https://www.wddqw.com/doc/7d05dd35c181e53a580216fc700abb68a982ad2c.html