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人走路时地面的摩擦力对人做功吗?

来源:晨网初中物理  作者:佚名  时间:2012-08-14  浏览:次  星级:  下载权限:点券[点击下载]

  不少人认为:人从静止走动起来动能增加是地面摩擦力对人做功的结果,因为人是靠地面摩擦力作用而走起来的,而且地面给人的摩擦力方向与人行走的方向一致,所以摩擦力对人做功使人动能增加。这种说法对不对呢?首先我们运用能量转化和守恒的观点就可知这是不对的。假若地面的摩擦力对人做正功,依据能量观点可知,这意味着地面向人体输入能量,人可以不吃饭,不需要从食物中获取能量就可以走动起来了。按这样推理,汽车也可以靠地面的摩擦力(后轮受的摩擦力方向与汽车前进方向相同)做正功而获得能量,汽车也可以不用燃料了,只需地面供给汽车能量就可以前进了。这显然是违反能量转化和守恒定律的。

  究竟人走路时地面摩擦力做不做功呢?这要从功的定义和人走路的具体过程去分析。我们知道:人的走路过程是脚蹬地─抬脚─迈步,脚蹬地时地面摩擦力作用在脚上,但脚没有离地也就没有位移,脚一旦抬起迈步,摩擦力随之消失。根据功的定义:功=力×力作用的质点的位移,可以断定,无论脚蹬地时还是迈步时,摩擦力做功都等于零。可见人行走前进并非地面摩擦力做功,而是人体内肌肉的力(人体内力)做功的结果。人走动时动能的增加是人体内部生物化学能转化而来的。也许人们会问:如果说摩擦力不做功,可是没有地面摩擦力,人便不能行走,这又如何解释呢,这是因为地面摩擦力为人体肌肉施力做功提供了条件,使人体内力做功得以实现。所以人走动必须依靠地面摩擦力,至于摩擦力是否做功,只能根据功的定义确定。

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