内力做功的两个特例与应用 人教版

内力做功的两个特例与应用 乔显奎 （ 贵州省六枝特区 六盘水市第二中学 553401）一、结论一对内力做功的代数和取决于力和在力的方向上发生的相对位移，跟参照物的选取无关。此结论有两个特例（1）若内力为恒力，则一对内力（作用力与反作用力）做功的代数和数值上等于其中一个力和在力的方向上发生的相对位移大小的乘积。如一对大小不变的滑动摩檫力做功的代数和（为负值）的绝对值等于摩檫力的大小与相对位移大小的乘积，用来量度系统的机械能转化为内能的那部分能量。（2）若两个物体在内力的方向上发生的相对位移为零，或者两个物体在内力方向上始终保持相对静止，则该对内力做功的代数和为零。如一对静摩檫力做功的代数和为零，因此不会使系统的机械能发生变化。二、结论的应用 1、 内力做功与系统机械能守恒。系统内只有保守内力做功，非保守内力（如摩檫力）和一切外力所做的总功为零时，系统内各物体的动能和势能可以相互转化，但它们的总量保持不变。这就是系统的机械能守恒定律。但涉及到内力做功问题时学生往往搞不清楚。例 1：如图 1 所示，小车质量 M=4kg，车内壁 ABC 为一半径 R=2.4m 的半圆，车左侧紧靠墙壁，质量 m=1kg 的小滑块，从距车壁 A 点正上方高度为h=2.6m 的 D 点，由静止下落后滑入车内，若不计一切摩檫，g 取 10m/s2。（将（1）（2）题正确选项填入题号前的括号中）（1）小滑块在车上由 A 滑到 C 的过程中，滑块与车的系统（ ） A.机械能不守恒. B.机械能守恒 C。动量守恒. D.水平动量守恒 (2)小滑块从 C 点滑出小车后( ) A.小滑块水平速度为零. B.小滑块竖直速度为零. C.小滑块能上升到原高度. D. 小滑块不能上升到原高度 (3)求出小滑块经过车右端 C 点时相对地的速度大小。 分析：把 M 与 m 作为一个系统来研究，m 在车上从 AC 的过程中，m 与 M 在径向方上始终保持相对静止（即 m 始终未脱离圆弧轨道）有两层含义：（1）在相互作用的弹力（内力）方向上，M 与 m 相对位移为零，故 M 与 m 之间的弹力（支持力与弹力）做功代数和在任一微小过程中都为零。因此，对系统来说，除重力做功外，其它力不做功或做功代数和始终为零，机械能守恒。（2）在径向方向上，M 与 m 始终具有相同分速度（因为 m 与 M 在径向方向保持相对静止），当 m 经过车右端时径向方向变为水平,故此时二者在水平方向具有相同速度(即小滑块水平分速度与车的速度相同)。...