人走路静摩擦力是不是做功
如果问:人行走时地面对人的摩擦力是否做功?许多人一定会说:这还用问,一定做功,否则人的动能从哪儿来;人的动能真是通过摩擦力做功获得的吗?
让我们从物理学中功的定义入手来分析这个问题,普通物理学告诉我们:力对物体做的功与力和力的作用点的位移有关,显然在人走路的过程中,受摩擦力作用的脚掌在受摩擦力时位置没有变化,因此力的作用点就没有位移,所以摩擦力对人是不做功的。
为什么会有许多人认为“人行走时地面对人的摩擦力做功”呢?原因是在分析这个问题时,常把人当作质点模型来处理的;质点模型是我们为了研究问题的方便,而提出的一种理想化的模型,物体能否当作指点看待,要具体问题具体分析;当我们研究人行走时摩擦力是否做功的问题时,由于力的功与力的作用点的位移有关,而摩擦力的作用点在人的两个脚掌上,并且行走时摩擦力和其作用点是变化的,所以这里是不能把整个人当作质点看待的。那么如何解释人走路时能量的变化呢?这里应从能量守恒的观点来分析;能量守恒是自然界的普适规律,行走时人的肌肉间的内力作功,使人体内的生物能转化为人体的动能和其他形式的能。
通过上述分析可知,看似简单的问题,其实并不简单;它告诫我们:在分析问题时,不能仅停留在问题的表面现象,而应深入分析,由表及里,才能揭示现象的本质。
类似的情况:人由一楼匀速走到五楼,地面对人的支持力是否做功?是什么形式的能转化为人的重力势能?
从做功的角度来看,不能把人看作一个质点处理,对脚局部处理,地面对脚底有支持力时,脚没有发生位移,脚腾空向上运动时,支持力消失,故支持力不做功。那人的重力势能从哪儿来的呢?从质点组的动能定理角度来看,人所受外力和身体各部分之间内力做功之和等于人的动能增量,即内力做功与重力做功之和为零,这说明人的身体各部分之间的内力做正功,从功和能的关系角度,如果地面的支持力做功,则地面必然给人提供能量,事实上地面不可能给人提供能量,因此地面不可能对人做功。事实上是肌肉收缩做功,也就是人的内力做功从而把人体内的化学能转化机械能和内能(人体五分之四的热能来自肌肉收缩),即人的重力势能是通过消耗人体的生物能来转化来的。
相关文章
- 关于人走路时摩路力向题的辫析
- 机械功原理
- 高中物理基本概念练习
- 初中力学知识点解析
- 初三物理杠杆练习题及答案(1)
- 功的计算专题
- 黄勇-浅谈作用力与反作用力做功问题
- 1.摩擦力做功与能量转化问题
- 静摩擦力对物体做功情况探讨
关于人走路时摩路力向题的辫析 一.人走路受到的是什么摩擦力的作用力 实际上, 人的行走是一个相当复杂的运动过程, 为了研究方便, 假设不出现双脚同时离地的情况来研究人走路时的摩擦力性质.假设, 我们向前走路先迈左脚时, 总是习惯性将把重心先 ...
[知识点名称]机械功的原理 <课程标准>的要求 *举例说明功是能量变化的量度:理解功和功率.关心生活和生产中常见机械功率的大小及其意义. *通过实验,探究恒力做功与物体动能变化的关系.理解动能和动能定理.用动能定理解释生活和生产 ...
高中物理基本概念练习题 第I 卷(选择题) 一.选择题(题型注释) 1.下列各组物理量中,全部是矢量的是( ) A .位移.时间.速度.加速度.重力 B .质量.路程.速率.时间 .弹力 C .速度.平均速度.位移.加速度.摩擦力 D .位 ...
初中力学知识点解析 一.质量和密度 1.质量 物体所含物质的多少叫做物体的质量(m).在国际单位制中,质量的基本单位是千克(kg),常用的质量单位还有吨(t).克(g)和毫克(mg)等,它们之间存在着换算关系:1吨(t)=1000千克(kg ...
杠杆 1.杠杆的平衡条件是_________________,如果杠杆的动力臂是阻力臂的5倍,当杠杆平衡时,动力是阻力的______倍. 2.如果作用在杠杆上的动力是80 N,动力臂是40 cm,阻力臂是10 cm,杠杆平衡时,阻力是___ ...
功的计算专题 一) 公式W =FS cos α的应用 ①本公式中F 必须是恒力 ②α是F 和S 之间的夹角 ③ S严格的讲是力的作用点相对于地面的位移. 1. 如图所示, 用同样的力F 拉同一物体, 在甲(光滑水平面) .乙(粗糙水平面) ...
浅谈作用力与反作用力做功问题 黄 勇 摘 要:作用力与反作用力作用在两个不同物体上.而平衡力则是作用在同一物体上.对于平衡力而言,一个力做正功,另一个力必定做负功:作用力与反作用力做功则不然.其包含了三种情况:作用力与反作用力都不做功:作用 ...
1. 静摩擦力做功的特点: 如图5-15-1,放在水平桌面上的物体A 在水平拉力F 的作用下未动,则桌面对A 向左的静摩擦力不做功,因为桌面在静摩擦力的方向上没有位移.如图5-15-2,A 和B 叠放在一起置于光滑水平桌面上,在拉力F 的作 ...
学生对"静摩擦力能否对物体做功"这一问题感到非常模糊.有些学生认为:"静摩擦力对物体一定不做功";有些学生认为:"静摩擦力可以对物体做功";还有一些学生感到很茫然.为了使学生对这一 ...