Question

木板靜止在光滑水平面上，木塊置于木板的右端．現(xiàn)給木板施加一水平向右的恒力，木塊與木板就開始運(yùn)動起來，經(jīng)過一段時間到虛線所示位置，此過程中木板的位移大小為S₁，木塊的位移大小為S₂，已知木板和木塊之間的滑動摩擦力大小恒為f．
（1）在圖上規(guī)范標(biāo)出S₁和S₂，并說明S₁-S₂的含義；
（2）證明木板與木塊間由于摩擦而產(chǎn)生的熱為f（S₁-S₂）．要求說明所列方程的依據(jù)．

Answer 1

分析：木板與木塊間由于摩擦而產(chǎn)生的熱等于摩擦力與兩者之間相等位移的積，即為f（S₁-S₂）．

解答：解：（1）如圖：
木板的位移大小為S₁，木塊的位移大小為S₂，S₁-S₂表示木板與木塊的位移差，即木板與木塊的相對位移．
（2）證明：該過程中，木板對木塊的摩擦力與木塊對木板的摩擦力大小相等，方向相反，
木板的摩擦力對木塊做功：W₂=fS₂
木塊的摩擦力對木板做功：W₁=fS₁
這一對摩擦力對兩個物體做功的差就是系統(tǒng)減小的機(jī)械能，即：△E=W₁-W₂
系統(tǒng)減小的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，就是由于摩擦而產(chǎn)生的熱，即Q=△E
所以由于摩擦而產(chǎn)生的熱量等于滑動摩擦力與兩者之間相對位移的積．即：Q=W₁-W₂=f（S₁-S₂）
答：（1）如圖，S₁-S₂表示木板與木塊的位移差．（2）證明略．

點評：該題考查滑動摩擦力做功的特點：滑動摩擦力與相對位移的積就等于因摩擦而產(chǎn)生的熱量．屬于基礎(chǔ)題目．