Question

如图5-10-5所示，A、B之间存在摩擦，A在恒力F作用下从一端运动到另一端，那么B物体固定和不固定时力F做的功有何异同？两次产生的内能有什么关系？设B物体长l，A质量为m，B质量为M，水平面光滑.

图5-10-5

Answer 1

解析：B物体固定时，A物体相对地面的位移s₁=l，B物体不固定时s₁′-s₂′=l，而Q=FΔs（s₁′为A物体相对地面的位移，s₂′为B物体相对地面的位移）.

解：B是否固定，A对地的位移不同

W_F==Fl（B固定）

W_F′==F(s₂′+l)（B不固定时，A带动B运动，s₂′≠0）s₁′一定大于s₁.

    所以W_F′＞W_F

    第一次克服摩擦力做功=-μmgs₁=-μmgl

    第二次克服摩擦力做功=-μmgs₁′，=μmgs₂′

    所以摩擦力总功W_F==-μmgs₁′+μmgs₂=-μmgΔs

    对系统来说存在外力做功，系统克服摩擦力功为=μmgΔs是生成内能的部分

    所以Q=μmgΔs=μmgl

    说明固定与不固定内能的产生数量相等.