╲〞人走路靜摩擦力是不是做功

啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊分析1,人在運(yùn)動(dòng)過程中,受豎直方向的重力和支持力作用,互相抵消,同時(shí)受到向前靜摩擦力,人在靜摩擦力方向發(fā)生了位移,并且方向相同,故靜摩擦力做正功.并根據(jù)高一物理.啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊人走路靜摩擦力是不是做功啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊“人走路靜摩擦力是不是做功？”認(rèn)知物理概念 破解“疑惑”余姚第七中學(xué) 張鑫絨 315450摘要：在 “人走路靜摩擦力是不是做功？”的幾個(gè)疑惑中認(rèn)知功的物理概念，在認(rèn)知功的物理概念中，破解“人走路靜摩擦力是不是做功？”的幾個(gè)疑惑。功的概念，認(rèn)知的關(guān)鍵是S物體受力作用點(diǎn)的位移?！叭俗呗缝o摩擦力是不是做功？”答案是靜摩擦力不做功，分析原因及人動(dòng)能的來源，例舉類同問題并輕易解決。關(guān)鍵詞： 靜摩擦力 功 位移 古人說：“學(xué)而無疑，是謂大忌?！庇终f：“疑者不安于故，而進(jìn)于新者也。”問題就是疑點(diǎn)。是指人們在認(rèn)知活動(dòng)中，經(jīng)常意識(shí)到一些難以解決或疑惑的實(shí)際問題及理論問題，并產(chǎn)生一種懷疑、困惑、焦慮、探索的心理狀態(tài)，這種心理又驅(qū)使個(gè)體積極思維，不斷提出問題和解決問題?？梢哉f，問題是除舊布新的橋梁，是認(rèn)識(shí)深化的階梯，是創(chuàng)造發(fā)明的先導(dǎo)。功是高中物理教學(xué)中的重、難點(diǎn)，也是歷來高考的熱點(diǎn)，對(duì)于在認(rèn)知“功”的概念過程中，學(xué)生感到很難準(zhǔn)確、靈活地解決實(shí)際問題，老師也感到非常棘手。我們就從 “人走路靜摩擦力是不是做功？”的幾個(gè)疑惑中，看你對(duì)“功”的概念認(rèn)知多少。一、疑惑：矛盾的靜摩擦力做功“人走路靜摩擦力是不是做功？”疑惑一：靜摩擦力做功。分析1、人在運(yùn)動(dòng)過程中，受豎直方向的重力和支持力作用，互相抵消，同時(shí)受到向前靜摩擦力，人在靜摩擦力方向發(fā)生了位移，并且方向相同，故靜摩擦力做正功。并根據(jù)高一物理教材中描述的動(dòng)能定理可知：靜摩擦力所做的功等于物體動(dòng)能的增量，根據(jù)功和能的關(guān)系，地面給人提供能量，使人的動(dòng)能增加。分析2、人在運(yùn)動(dòng)過程中，受靜摩擦力作用，使人體重心前移，而支持力與運(yùn)動(dòng)方向垂直，不是使重心前移而做功的力.。當(dāng)你向前傾身子時(shí)，腳雖然沒動(dòng)，但身體重心前移了。靜摩擦力對(duì)你做的功就等于靜摩擦力的大小乘以身子重心前移的距離 。故靜摩擦力做正功 疑惑二：靜摩擦力不做功。因?yàn)槟_與地面的接觸點(diǎn)沒有沿著地面方向移動(dòng)，只是在交接處地面的瞬間地面給了腳一個(gè)作用力而已，故靜摩擦力不做功。那人的動(dòng)能哪兒來的呢？二、對(duì)功的概念理解深化 高中第一冊物理課本對(duì)功的定義是“一個(gè)物體受到力的作用，如果在力的方向上發(fā)生一段位移，這個(gè)力就對(duì)物體做了功”。所以說在恒力的情況下物體沿直線運(yùn)動(dòng)，則力所做的功等于力沿受力作用點(diǎn)位移方向的投影與受力作用點(diǎn)位移大小的乘積，公式為FScos?！叭俗呗缝o摩擦力是不是做功？”根據(jù)功的概念，我們來看上面幾個(gè)疑惑的來源，疑惑一1、2，處理靜摩擦力做功時(shí)把S受力作用點(diǎn)的位移看成物體質(zhì)點(diǎn)的位移；疑惑二，處理靜摩擦力做功物體不能看成質(zhì)點(diǎn)。產(chǎn)生疑惑的原因：在于你在認(rèn)知“功”的概念中，S受力作用點(diǎn)位移應(yīng)用條件（是：處理物體可否看成質(zhì)點(diǎn)）的掌握是確定做功情況的關(guān)鍵，也是破解“人走路靜摩擦力是不是做功？”的關(guān)鍵?？纯碨受力作用點(diǎn)的位移處理，其實(shí)它可分三種情況1、若受力物體可視作質(zhì)點(diǎn)，如圖A的情況，則受力作用點(diǎn)位移即質(zhì)點(diǎn)位移；（如果物體在水平面上移動(dòng)了S0，則拉力F所做的功：W=FS0 ） 2、在物體不能簡單地看作質(zhì)點(diǎn)的情況下，有時(shí)受力作用點(diǎn)位移與運(yùn)動(dòng)物體的位移不一致，圖B中的情況這時(shí)受力作用點(diǎn)位移指將受力部位視為質(zhì)點(diǎn)時(shí)該質(zhì)點(diǎn)的位移；（如果物體在水平面上移動(dòng)了S0，則拉力F所做的功：W=2FS0，這里S是受力部位的位移，S= 2S0） 3、更換受力作用點(diǎn)不意味受力作用點(diǎn)位移，圖C中，手握住一端固定于墻壁的繩并在繩上滑動(dòng)，繩上不同點(diǎn)順序充當(dāng)摩擦力的受力點(diǎn)，但各受力點(diǎn)均未發(fā)生位移，故作用于繩的摩擦力不做功 F F 圖A 圖B 三、破解疑惑“人走路靜摩擦力是不是做功？”正確答案：靜摩擦力不做功。分析：人在走路過程中雖然受到豎直方向的重力和支持力、水平方向向前的靜摩擦力，并且靜摩擦力方向與人的位移方向一致。從做功的角度來看，靜摩擦力并不做功。因?yàn)樘幚磉@個(gè)做功時(shí)，人不能看成質(zhì)點(diǎn)，人不能整體受力處理，根據(jù)功的概念中S受力作用點(diǎn)的第三種情況，對(duì)腳局部處理，腳與地面之間存在靜摩擦力時(shí)，腳掌與地面之間并沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，作用在腳底的摩擦力并沒有使腳發(fā)生位移，靜摩擦力不做功；而腳騰空向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，腳底與地面之間靜摩擦力消失，靜摩擦力又不做功。到底是什么力做功使人的動(dòng)能增加？要弄清這一問題，首先必須明確高中教材中描述的動(dòng)能定理中只適用于一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的物體，而人在運(yùn)動(dòng)過程中人的手、腳、軀干等部分通過肌肉收縮相互作用，人不能當(dāng)作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)看待。從質(zhì)點(diǎn)組的動(dòng)能定理角度來看：人在運(yùn)動(dòng)過程中內(nèi)力和外力做功之和等到于人的動(dòng)能的增量，而外力不做功，因此人在跑步時(shí)，內(nèi)力做功等于人的動(dòng)能的增量。從功和能的關(guān)系角度看，如果地面的摩擦力做功，則地面必然給人提供能量，事實(shí)上地面不可能給人提供能量，因此地面不可能對(duì)人做功。事實(shí)上是肌肉收縮做功，也就是人的內(nèi)力做功，從而把人體內(nèi)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化機(jī)械能和內(nèi)能（人體五分之四的熱能來自肌肉收縮），即人的動(dòng)能是通過消耗人體的生物能來轉(zhuǎn)化來的。要破解疑惑，并不是簡單的對(duì)“功”概念和公式的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用，而是要深刻理解和掌握。四、疑惑的延伸破解疑惑，掌握功的概念，對(duì)這類問題都可迎忍而解。1、人由一樓勻速走到五樓，地面對(duì)人的支持力是否做功？是什么形式的能轉(zhuǎn)化為人的重力勢能？分析：從做功的角度來看，S受力作用點(diǎn)的第三種情況，不能把人看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)處理，對(duì)腳局部處理，地面對(duì)腳底有支持力時(shí)，腳沒有發(fā)生位移，腳騰空向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，支持力消失，故支持力不做功。那人的重力勢能從哪兒來的呢？從質(zhì)點(diǎn)組的動(dòng)能定理角度來看，人所受外力和身體各部分之間內(nèi)力做功之和等于人的動(dòng)能增量，即內(nèi)力做功與重力之和為零，這說明人的身體各部分之間的內(nèi)力做正功，從功和能的關(guān)系角度，如果地面的支持力做功，則地面必然給人提供能量，事實(shí)上地面不可能給人提供能量，因此地面不可能對(duì)人做功。事實(shí)上是肌肉收縮做功，也就是人的內(nèi)力做功從而把人體內(nèi)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化機(jī)械能和內(nèi)能（人體五分之四的熱能來自肌肉收縮），即人的重力勢能是通過消耗人體的生物能來轉(zhuǎn)化來的。2、測定運(yùn)動(dòng)員體能的一種裝置如圖，運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為M，繩拴在腰間沿水平方向跨過滑輪（不計(jì)摩擦），繩的另一端懸吊一質(zhì)量為m的重物，人向后蹬皮帶而不計(jì)人重心的移動(dòng)，使傳送帶以勻速v向后運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是：（AD） A、傳送帶對(duì)人不做功 B、傳送帶對(duì)人做負(fù)功 C、人對(duì)傳送帶不做功 D、人對(duì)傳送帶做正功的功率為mgv分析：S受力作用點(diǎn)的第三種情況，人不看質(zhì)點(diǎn)，對(duì)腳局部處理，在腳蹬的過程中，接觸面粘住相對(duì)不動(dòng)，是靜摩擦力，腳與地面產(chǎn)生位移，腳對(duì)傳送帶做正功，即人對(duì)傳送帶做正功，傳送帶對(duì)人做負(fù)功，此時(shí)人的重心前傾有運(yùn)動(dòng)，但下一步馬上用另一只腳撐住恢復(fù)重心，這一動(dòng)作抵消前一腳的功效應(yīng)，使整體不動(dòng)，但整個(gè)過程都是對(duì)傳送帶做正功。兩腳的交替作用在宏觀上被看作傳送帶對(duì)人不做功，因?yàn)槿讼到y(tǒng)整體沒有運(yùn)動(dòng)，亦即合外力沒有做功的表現(xiàn)，對(duì)這個(gè)整體是可以應(yīng)用動(dòng)能定理的，重物拉力顯然沒有做功，則另一個(gè)平衡力靜摩擦力也只能不做功。一對(duì)力的功，可以是一個(gè)力做功而另一個(gè)力不做功。根據(jù)功的概念中S受力作用點(diǎn)的第三種情況，簡單說，傳送帶不能看成質(zhì)點(diǎn)，腳給傳送帶的摩擦力作用點(diǎn)不斷移動(dòng)，各受力點(diǎn)均未發(fā)生位移，故傳送帶對(duì)人不做功。本題是系統(tǒng)模型，人可以看作質(zhì)點(diǎn)，但傳送帶不可以看作質(zhì)點(diǎn)。分析人受力情況，由質(zhì)心定理可知，人與傳送帶之間的靜摩擦力的大小f=mg，所以，人對(duì)傳送帶做功的功率為: P= fv = mgv 。3、如下圖所示是健身用的“跑步機(jī)”示意圖，質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員踩在與水平面成角的靜止皮帶上，運(yùn)動(dòng)員用力向后蹬皮帶，皮帶運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力恒為f。使皮帶以速度v勻速向后運(yùn)動(dòng)，則在運(yùn)動(dòng)過程中，下列說法正確的是( AD )A、人腳對(duì)皮帶的摩擦力是皮帶運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力B、人對(duì)皮帶不做功C、人對(duì)皮帶做功的功率為mgvD、人對(duì)皮帶做功的功率為fv分析：同例2原理。綜上所述，在認(rèn)知物理概念過程中，要善于發(fā)現(xiàn)問題，勇于提出問題，積極主動(dòng)地開展猜想、歸納與推理的活動(dòng)，思考問題的本質(zhì)，清晰要領(lǐng)，才能破解疑惑，才能領(lǐng)悟物理思想，理解物理本質(zhì)，才能解決更多的物理問題。在疑惑中認(rèn)知物理概念，在認(rèn)知物理概念中，破解物理疑惑。參考文獻(xiàn)：中國中學(xué)教學(xué)百科全書物理卷 沈陽出版社 1990年力學(xué)基礎(chǔ) 漆安慎、杜嬋英編 高等教育出版社 1982年教育評(píng)價(jià) 馬永霞主編 當(dāng)代世界出版社 2001年“功的教學(xué)儀芻” 賀圣平 中學(xué)物理教學(xué)參考 2004年1-2期6啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊人走路靜摩擦力是不是做功啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊分析1,人在運(yùn)動(dòng)過程中,受豎直方向的重力和支持力作用,互相抵消,同時(shí)受到向前靜摩擦力,人在靜摩擦力方向發(fā)生了位移,并且方向相同,故靜摩擦力做正功.并根據(jù)高一物