Question

小木塊P用細線拴在O點處，另一個三角形木塊Q放在光滑水平面上，用水平外力F從左向右推動Q，使它作勻速直線運動，直到細線與斜面平行為止，如圖所示。在這段過程中，P在豎直面內做圓周運動，P與斜面間的摩擦不能忽略。下面的說法中正確的是 （　　　）

A．支持力對P做正功

B．摩擦力對P做負功

C．外力F對Q做的功等于Q對P做的功

D．外力F對Q做的功與P對Q做的負功的絕對值相等

Answer 1

   AD

解析:

  本題最容易選錯的是B選項，有人認為滑動摩擦力一定做負功，這是不對的。我們做出P的受力分析示意圖，如圖所示，它受的摩擦力方向與相對運動的方向相反，是沿斜面向下的，再把這段過程中的位移方向畫出來，就可以看出，支持力和摩擦力都是對P做正功的，因此選項A正確而B錯誤。

Q在水平面上做勻速運動，機械能沒有變化，因此外力F對Q做的功與P對Q做的負功的絕對值相等，這樣合外力對Q做的功為0，因此D選項正確。C選項是否正確，就要看P對Q做的功與Q對P做的功的絕對值是否相等，根據牛頓第三定律，作用力與反作用力總是大小相等、方向相反的，但相互作用的兩物體的位移大小不一定相等，因此這兩個功的代數和不一定為0。在這個具體情況中，P的位移就不等于Q的位移，因此兩個功不相等，因此選項C不正確。還可以從能量轉化的角度去思考問題，由于存在著相互作用的滑動摩擦力，而一對滑動摩擦力做功的結果總是有一部分機械能轉化為內能，要生熱，這種情況下，外力F對Q做的功一定不等于Q對P做的功。