在地面滑动的物体,摩擦力做功等于动能变化,但不是还有摩擦生热的内能吗?

2025-02-23 18:22:52
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回答1:

解答:

1、在地面上滑动的物体,是作为一个整体来考虑的,这种整体考虑的方法就是
质点运动学(particle kinematics)的出发点。

摩擦力使得运动物体的相对滑动受到阻碍,如果在平面上滑动,“摩擦力所
做的功”的实质是滑动物体的动能减少,减少的动能转化成热能。

2、此热能的宏观体现就是滑动物体和地面的温度升高,微观的体现就是物体内
和地面的分子运动加剧,也就是增加了该物体的内能和地面局部范围内的内
能。也就是微观分子的热运动动能增加。

3、用热力学的观点来解释,温度表示的是物体的宏观状态性质(macrostatic
property)。温度的升高意味着滑动物体内部的分子动能增加,这种分子的
动能是微观性质(microstatic property)。

在摩擦力的作用下,滑动物体的整体动能的减少,转化成自身内部的内能
(internal energy),这在能量守恒与转化上没有矛盾。

不知楼主的真正意思是指什么?希望楼主有疑问,进一步提出来讨论。

补充回答:

A、我们在高中物理和大学普通物理(General Physics)中的力学部分,是将物体
的整个质量考虑成集中在质心(Mass Centre), 是作为一个宏观物体整体考虑
的,所有的概念并无区分物体内部的各个部分,更没有考虑物体内部分子与
分子的作用情况(intermolecular reaction), 更进一步的物体内部的分子内
的作用情况(intramolecular reaction)就更加更加没有考虑,这些问题通通
交给了物理化学(physical chemistry)或统计热力学(Statistical
Thermodynamics)去解决了。

所以,我们普通力学中给出的“摩擦力做功使得物体的动能减少”只是一个
宏观的、整体的、模糊笼统的说法。无法讲深讲透,因为这一阶段的学生还
没有足够的数学、物理基础去理解更深层次的内容。

B、摩擦力的出现是初双结对的,地面摩擦物体,物体就一定摩擦地面,地面使
得物体发光、发声、发热,同样地,物体也使得地面发光、发声、发热。
“摩擦力做功使得物体的动能减少”只是一个能量转化的守恒问题;而
“发光、发声、发热”则是一个能量转化的去向问题,方向问题。

C、能量转化的方向可以从一个物体到另一个物体,这是普通力学的说法,是指
“物体”,就是object,不过我们喜欢用的是Body,如free body diagramme
--隔离物体法。但是到了热力学,到了物理化学,就要改成System(系统)和
Surrounding(环境,系统外,非系统)的习惯说法。

能量的转化方向可以是系统内部的转化,也可以是系统跟环境的转化。
把地面和滑动物体作为一个系统,滑动物体宏观动能的减少,使得系统内部
的微观热运动动能增加,也就是系统内部的内能增加,这没有矛盾。

在普通力学中,没有考虑系统的内能。而热学中讲内能时,又仅仅是讲系统
内部的微观热运动的能量的总和,并没有涉及到系统宏观运动的整体动能。

系统运动的宏观动能的减少,
通过摩擦力做功,
转化成了系统内部的微观分子热运动的内能.

而这个“做功”,是一个笼统抽象的做功,
其实就是转化的过程,转化的一个方式。

楼主以后学多了就会知道,“做功”的方式有很多,
学了气体膨胀,学了电磁场理论后,才能理解抽象的“做功”概念。

这应该是楼主纠结的地方。

不知这样讲解,楼主清楚了吗?

回答2:

是由于摩擦力做工将一部分的动能转化为内能,所以说摩擦力做功就等于动能变化量。

回答3:

摩擦力对木块做正功,所做正功即为木块动能变化量。同时摩擦力又对子弹做负功,且做的负功大于正功,做功之和为负值,这个值即为产生的内能。

回答4:

功的作用跟能连的转变没有直接影响的。

回答5:

摩擦力做功把一部分动能转化为摩擦生热所产生的内能 有问题吗?