摩擦生热是常识,摩擦为什么能够生热呢?

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扒拉拉小魔娱
2021-11-08 · TA获得超过1760个赞
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宏观的热现象原来是物体内部大量分子的无规则运动的表现。物体之间发生摩擦的时候,由于做功而使物体之间的分子剧烈地运动。


物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的综合叫作内能,也就是说,当物体与物体发生摩擦时,由于克服摩擦做了功,使到物体内部分子的运动更加激烈,因而使到物体的内能增加,温度升高,这就是摩擦生热的原理,这就是以物理角度解释摩擦生热的原理。假设两物体进行摩擦运动,我们必须假设两物体间存在摩擦力,如此两物体之间的摩擦面就不是光滑的。同时,两物体之间必须存在相对速度

来源于物质分子自身固有的惯性

根据对杂乱无章的物质分子热运动统计的规律,物质分子热运动在运动方向上是各向同性的。若我们假设分子热运动速度是相对于物体,并将物体作为静止参照系。那么凸起部分物质瞬时经相互碰撞而静止时,虽然沿运动方向凸起部分物质分子热运动速度会增加,同时沿相反的方向,凸起部分物质分子热运动速度会减少。两者速度数值变化相等,方向相反,此效应在摩擦面上不影响温度的变化。

热量是可以进行传递的,说白了也是遵守能量守恒定律的,也就是任何能量都不会凭空消失,也不会凭空产生,只会从一种形式转换成另外一种形式,比如我们如果是骑单车在相对比较高的地方冲下来,这时候即便我们不做任何动作,自行车的速度也是越来越快,这就是能量的转换,我们的动能得到了提高,但是相应的重力势能下降了很多,而产生热量的方式其实也是遵守这个原理的,而比较常见的就是做功产热还有热传递。

相互摩擦的物体表面分子相互碰撞的过程

假定一个物体静止,另一物体相对该物体运动。则在此过程中,静止物体中的分子被撞击,获得了运动物体中分子的部分或全部定向动能。获得此定向动能的分子又会与周围的其它分子相互碰撞,由于分子间的碰撞极为频繁,而撞击的方向又是随机的,因此,原本的定向动能最终转变为无规则运动动能,即热运动动能增大。从而导致相互摩擦的物体表面在宏观上表现为内能增大,温度升高。

云剖N
2023-07-20 · TA获得超过182个赞
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摩擦能够生热是因为它会转化为热能。


                                   

① 知识点定义来源&讲解:

摩擦是两个物体相对运动或相互接触时的相互作用力。当两个物体相对运动或相互接触时,它们之间会产生摩擦力。摩擦力是一种阻碍物体相对运动或滑动的力,并且它还会将一部分机械能转化为热能。

根据能量守恒定律,当两个物体之间存在摩擦时,它们的机械能会转化为其他形式的能量,其中包括热能。

② 知识点运用:

由于摩擦能够产生热能,这个现象在许多实际应用中有所运用,例如:

- 火柴擦火:摩擦火柴与粗糙的表面会产生摩擦热,使火柴头部着火。

- 制动器和摩擦片:汽车和自行车的制动器利用摩擦来转化运动能为热能,以减速或停止运动。

- 磨损和磨削:在材料加工和制造过程中,利用摩擦来进行磨损和磨削,实现物体表面的改变和加工。

③ 知识点例题讲解:

由于摩擦产生的热能具体取决于摩擦物体的性质和相对运动的条件,无法给出一个具体的例题。

④ 延伸阅读:

有关摩擦和热能转化的更深入的讨论可以涉及到热力学、摩擦物理学和能量转化等领域。可以进一步学习和了解有关摩擦的类型、摩擦力的计算方法,以及摩擦对机械能的影响和能量守恒定律等方面的知识,以扩展对该主题的理解和运用。

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关系破镜重圆
2023-07-25
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摩擦生热是一个基本的物理现象,在摩擦过程中,物体之间的接触面产生相互的力,而这些力会产生摩擦力。摩擦力可以引起物体表面的微小位移和形变,从而导致能量损耗,这部分能量最终转化为热能,使物体温度升高。

① 知识点定义来源和讲解:

摩擦力是指两个物体在相对运动或试图相对运动时之间产生的阻力。它的大小取决于物体之间的接触面积、表面粗糙程度、施加在物体上的压力以及物体间相对运动的速度。摩擦力可以使物体减速或停止运动,同时也可以将运动物体的动能转化为热能。

② 知识点运用:

摩擦生热的原理在许多日常生活和工业应用中都有广泛的运用。例如,我们常见的火柴摩擦点燃,就是利用摩擦力产生的热能使火柴头部的磷化物起火。另一个例子是刹车片和车轮的摩擦,当我们踩下刹车时,刹车片与车轮之间的摩擦产生热能,将动能转化为热能,从而减缓车辆的运动。

③ 知识点例题讲解:

假设有一个物体质量为5kg,以速度2m/s在水平地面上运动,与地面之间的摩擦系数为0.2。求物体与地面之间的摩擦力和产生的热能。

解答:
首先,我们可以计算出物体与地面之间的摩擦力。根据摩擦力的公式,摩擦力 = 摩擦系数 × 受摩擦物体的正压力。在这个例子中,正压力等于物体的重力,即 F = m × g。假设重力加速度 g = 9.8 m/s²,则正压力 F = 5kg × 9.8 m/s² = 49N。

摩擦力 = 0.2 × 49N = 9.8N

接下来,我们可以计算摩擦力产生的热能。热能的计算公式为热能 = 摩擦力 × 摩擦距离。由于物体以2m/s的速度运动,如果停下来,则需要消耗的能量为动能,即 1/2 × m × v²。在这个例子中,动能 = 1/2 × 5kg × (2m/s)² = 10J。

假设停下来的过程中摩擦距离为0.5m,则摩擦力产生的热能 = 9.8N × 0.5m = 4.9J。

因此,物体与地面之间的摩擦力为9.8N,摩擦力产生的热能为4.9J。
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世界探秘者005
2023-07-18 · TA获得超过1202个赞
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摩擦可以产生热量的原因是因为它引起了物体之间的能量转化和分子活动的增加。

当两个物体相对运动或互相接触时,它们的表面会发生摩擦。在摩擦过程中,两个物体之间的分子之间会发生相互碰撞和相互摩擦。

这种摩擦会导致物体表面的分子活动增加,分子的动能也会增加。当分子活动增加时,它们的平均动能也会增加,从而导致物体的温度升高。

此外,摩擦还会导致能量的转化。当两个物体相互摩擦时,它们之间的机械能会转化为热能。这是因为摩擦过程中,摩擦力对物体施加了作用力,使物体的表面发生形变和变形,从而使机械能转化为热能。

总之,摩擦会引起物体表面分子的活动增加和能量的转化,导致热量的产生。这就是为什么摩擦可以使物体变热的原因。
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萌点专家
2023-07-16 · 专注教育领域,共同成长进步
萌点专家
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当两个物体相互摩擦时,它们之间的接触面会产生摩擦力,这种摩擦力会使物体表面的分子不断运动,从而产生热量。这种热量的大小与物体的材质、表面粗糙度、接触面积、摩擦力等因素有关 。
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