从功的计算公式W=Fs cosθ来看,做功与否取决于力的大小、位移以及力与位移方向的夹角。静摩擦力的特点是两个物体相对静止,但这并不意味着物体一定没有位移。当静摩擦力的作用对象在力的方向上产生位移时,静摩擦力就会做功。
例如,人行走时,鞋底与地面之间的静摩擦力是使人前进的动力。此时,地面给鞋底的静摩擦力方向向前,而人的重心在水平方向上产生向前的位移,静摩擦力与人的位移方向一致θ=0°,因此静摩擦力对人做正功。又如,传送带倾斜向上运送货物时,货物与传送带相对静止,静摩擦力沿传送带向上,货物的位移方向同样向上,静摩擦力在此过程中对货物做正功,帮助货物克服重力势能的增加。
反之,静摩擦力也可能做负功。当一个物体在另一个物体表面上被外力拉动,而底层物体因静摩擦力随之运动时,若底层物体受到的静摩擦力方向与位移方向相反,静摩擦力就会做负功。例如,在光滑水平面上,木板上放置一个木块,用外力拉动木块使两者共同加速,木板受到木块的静摩擦力方向与运动方向相同,静摩擦力对木板做正功;而木块受到木板的静摩擦力方向与运动方向相反,静摩擦力对木块做负功。
需要明确的是,静摩擦力是否做功的关键在于参照物的选择以及力与位移方向的关系。若以相对静止的两个物体为系统,静摩擦力属于内力,一对静摩擦力做功的代数和为零。但对单个物体而言,静摩擦力的做功情况则需根据具体位移判断。
综上所述,静摩擦力可以做正功、负功,也可以不做功。“静摩擦力一定不做功”的说法是错误的,其做功与否取决于物体在静摩擦力方向上是否产生位移。理这一点,需突破“相对静止”的表面现象,从功的本质定义出发分析物理过程。
