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摩擦生热公式

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本文主要阐述的内容有:摩擦生热公式,传送带摩擦生热计算,摩擦力做功与摩擦生热,摩擦生热与内能变化,摩擦生热与热量,减少摩擦生热的方法,

摩擦生热公式

摩擦生热演示

很多的学生在刚开始接触摩擦生热的时候,总是用不对或者是理解不了摩擦生热的公式。我们在这里给大家进行非常生动的分析。

摩擦生热的公式是Q=μNΔx;其实很多辅导书,尤其是网络上给的答案是Q=μmgΔx,这些都是错误的,这一点大家一定要注意。

高中物理网再来给大家解释一下公式中出现的为什么不是mg而是N。我们只考虑生活中一种实例情况,擦黑板。

很明显在擦黑板的时候,产生的热量是和黑板擦的mg是没有关系的;但是和N有关系,对大家来说这样的客观事实自然是不言而喻了。

因此,摩擦生热公式中的是N而非mg。确实,笔者感觉目前教学严禁的物理大师比较少见了,很多人不精心研究课题,一心想挣钱。王尚再来和大家分析一下为什么是Δx而不是相对于地面的位移。我们都在北京做过地铁,我问大家一个问题,你从西直门坐地铁到东直门,如果你划一根火柴,那么划火柴产生的热量和东直门、西直门有关系吗?

显然没有任何关系,要不然就要着火了,和产生热量相关的是火柴杆相对的移动距离,即Δx。最后王尚再与同学们重复一遍,摩擦生热公式是Q=μNΔx。其中的Δx指的是相对位移。

摩擦生热公式解释

传送带摩擦生热计算

传送带摩擦力做功与摩擦生热的问题困扰着很多同学,具体请同学们看这里的视频讲解。

笔者把视频中的结论说一下:传送带摩擦生热公式还是Q=μNΔx,不理解请看文章上部的公式介绍。这里的Δx指的是物块相对传送带的位移,具体看视频讲解。

研究传送带的摩擦力做功,要明确研究对象是物块,那么就用做功的公式,W=Fs来计算。请同学们注意的是,做功定义式中规定的位移s,是相对地面的,这也叫做绝对位移。

这里的s与Δx是不同的。

传送带摩擦力做功与摩擦生热

传送带摩擦力做功可能是静摩擦力做功也可能是滑动摩擦力做功,都是根据公式W=Fs来计算的。所以,要解决这个问题,同学们还是要首先判断到底是静摩擦力还是滑动摩擦力。而这又是受力分析的难点。辅导书《物理自诊断》有这类典型题,并配有王尚老师的视频讲解,帮同学们更加深入理解该难点。尚新书《物理自诊断》每道题都有视频讲解,哪道题不会扫题旁二维码即可看视频,学习更高效,考试分数更高。欢迎微信(teacherws)咨询。还需要说明的是,只有滑动摩擦力才能产生摩擦生热,静摩擦力是不会产生内能的。

摩擦力做功与摩擦生热

摩擦力做功的计算方法是做功公式,W=Fs来计算。请同学们注意的是,做功定义式中规定的位移s,是相对地面的,这也叫做绝对位移。

无论是静摩擦力还是滑动摩擦力,都是根据此公式来计算的。

摩擦生热公式如上文所述,Q=μNΔx,其中的Δx指的是相对位移。上述两个物理公式中的s与Δx是不同的。

摩擦生热与内能变化

摩擦生热与内能变化,这个问题要建立在高中物理选修3-3学习的基础上。同学们可以点击这里去复习下热力学第一定律的内容:物体内能的改变量,等于外界对物体所做的功与外界向物体传递的热量的代数和。

热力学第一定律用公式表述就是:△U=W+Q;

高中物理试题中一般认为,两个物体相互摩擦生热后,产生的内能会损耗在空气中,即摩擦生热的能量,以热传导的方式传递到了空气中。比如上述案例提到的传送带产生的内能,最终都损耗在空气中了。

摩擦生热与热量

热量的定义:热传递过程中转移的能量。摩擦生热与热量,基本上是不相关的概念。

摩擦生热的过程,从能量的角度,是机械能转化为内能的过程。而由于存在温度差,高温物体的内能就会向低温物体转移。

这里王尚还是举上述传送带的例子,传送带与物体速度不同步,摩擦生热公式Q=μNΔx会在界面上产生的内能,导致界面的温度比周围空气要高,结果这部分内能都传递向空气中了。

减少摩擦生热的方法

内燃机的摩擦生热

初中物理我们学过内燃机的工作原理,四大冲程中,都有活塞与气缸的摩擦生热,这会导致气缸和活塞越来越热,导致事故发生。所以我们需要利用循环水来把气缸的内能传导到外界。在王尚的公众号里有相关的视频讲解。

上述说的是如何把摩擦生热的能量传导出去,并不是减少摩擦生热的措施。如何从本源上解决摩擦生热的问题,就要从摩擦生热公式来出发。

从摩擦生热公式Q=μNΔx可知,加润滑油减小μ,减小压力N,减小相对位移,都是有效的方法。

参考文献

物理常考能量汇总http://gaozhongwuli.com/zongjie/kaodian/437853.html

摩擦力http://gaozhongwuli.com/zongjie/b1/29.html

滑动摩擦力做功理解误区http://x.gaozhongwuli.com/index.php/archives/267

功能关系http://gaozhongwuli.com/zongjie/kaodian/43174.html

热力学第一定律http://gaozhongwuli.com/zongjie/x33/468213.html

内能http://gaozhongwuli.com/top/481755.html

永动机与能量守恒http://gaozhongwuli.com/zongjie/x33/481812.html

作者与版权

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本文发表于2018年04月02日;标签归档: ;本站文章拒绝任何形式转载,否则法庭见。