人走时静摩擦力做功吗.doc

力对物体做功的判断和计算，较多的是直接应用功的定义式W=FScosθ,但有的应用功能关系更好理解。功的定义式中的S是指有力作用的方向上力的作用点的位移，如果对公式的理解出现错误，那么在解题时就会出现张冠李戴，盲目套公式的现象。如下实例中容易出现的错误就在忽视F和S的这种关系上。?
　　例人在水平路面上走路过程中，地面对人的静摩擦力对人做正功吗??
　　有的同学会马上回答：当然。他们认为：地面对人的静摩擦力作用在脚上，人走路时脚具有相对地面向后的趋势，所以受到方向向前的静摩擦力作用，而人的运动方向也向前，故该力对人做正功。?
　　造成这个错误的原因是对功的定义式不理解。当人在走路时，脚受到的静摩擦力的方向确实向前，但该瞬间它是静止的，此时该力不做功。当人向前移动时，这只脚就离开地面，不受摩擦力了，所以地面对人的静摩擦力是不做功的。用功能关系也能简单证明地面对人不做功，因为地面的能量没有减少，即地面不能输出能量。?
　　既然静摩擦力不做功，那么人的动能为什么会增加呢?这个静摩擦力对人走路有益吗？?
　　高中物理中的动能定理往往指的是单个质点的概念。而人走路的过程中，身体的每一部分的运动情况不同，甚至有躯体的局部转动，因此在这样的运动过程中不应该把人体看做质点，而只能把人体当做质点组，研究其做功的过程也应该是质点组的动能定理。质点组的动能定理的表达式为：?
　　W总=ΔEk，式中W总为作用于质点组一切力所做功的代数和，可分为两部分：一为一切外力所做功的和，用W外表示；另一为一切内力所做功的代数和，用W内表示。因此，质点组的动能定理的表达式又可表示为：W外+W内=ΔEk，即质点组动能的增量在数值上等于一切外力所做功与一切内力所做功的代数和。?
　　人走路过程中，虽然W外=0(重力、支持力、静摩擦力都不做功)，但是他的动能增量可以由系统的内力做功之和来获得，也就是人体的关节间的内力做功和腿部的肌肉做功，把人体的化学能转化为动能。?
　　静摩擦力不做功，但它并不是可有可无的，它是使人走路时产生加速度的必要条件，若地面光滑，静摩擦力等于零，人的腿部肌肉就无法对人体做功了，人就无法行走了。?
　　由上述分析可知：有力不一定有功。必须是力的作用点在有力作用的方向上发生了位移，该力才做了功，不能把一处的力与另一处的位移用到同一功的计算中。同时不可把只对质点成立的结论用于对非质点的计算和判断。