2(720年第12期
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摩榛生热过程中，谁对谁做了功
■慕志明
摘要：通过凸显改变内能、利用内能和获取内能 的现实事例和简析，总结得出摩擦生热过程中，参与摩 擦的两个物体都在对对方做功，都增大了对方的内能， 提高了对方的温度，解释了人在行走、跑步和干活时会 出汗的原因. 关键词：摩擦生热；摩擦力；做功；内能
在北方三九天的早晨，学生刚进人特别寒冷的教 室时，手指冻的特别僵硬，伸都伸不直，这时上早自习 的老师就组织大家手对手不停的来回搓，很快两手就 都热的发烫，手指就变得非常灵活，能拿住书本了.若 在搓手的同时也不停地使劲用脚踩地的话，被冻的冰 冷的脚也会很快暖和起来.这是为什么？
分子运动的初步知识告诉我们：一切物体都是由 分子或原子组成.由于构成物体的分子都在永不停息 地做无规则运动，所以分子具有动能，将其简称为分子 动能.由于分子之间存在着相互作用的引力，所以分子 具有势能，将其简称为分子势能.把分子动能和分子势 能的总和就叫做物体的内能1 .据此可知：一切物体都 具有内能.我们人也难以例外，也都具有内能.在寒冷 的室内生个火炉子，由于火炉子的温度高，室内空气和 人的温度低，火炉子的热量就会传递到室内空气和人 体，室内空气和人体都从火炉吸收了热量，内能增大， 温度升高，于是人就觉得暖和，这是利用热传递的方法 改变了我们的内能.利用热传递的方法改变物体内能 的现实实例还有：利用水暖、电暖和电热毯取暖等.当 您和客人握手，若您觉得客人的手很热时，您的手已经
吸收了客人的热量，内能增大，温度升高.而客人的手 在觉得您手很冷的同时，也会不停地向您手放热，内能 减小，温度降低.若您俩握手的时间很长，则您就又不 会觉得客人的手热，客人的手也感觉不到您的手冷.这 时您手和客人手的温度相等，达到了热平衡.客人手上 的热量就不再向您手传递，您手也不会再吸收客人手 中的热量，因为发生热传递的条件是温度差.当您从温 暖的室内走到寒冷的室外时，由于您的温度高，室外空 气的温度低，您身上的热量就又会由您传向空气，空气 就会吸收您身体中的热量，使您的内能减小，温度降 低，您很快就会觉得很冷.当您赤脚站在海滩上时，您 觉得海滩很烫脚，是因为海滩的温度高，您脚的温度 低，海滩就会迅速向您脚放热，您脚也会迅速从海滩吸 热，内能迅速增大，温度迅速升高，于是您就觉得海滩 很烫.当您走到海水中时，由于海水的温度
低于人体的 温度，您体内的热量就会被海水吸收，于是您的内能减 小，温度降低，您就觉得海水冷.将体温计刚放到您的 腋窝处时，您就觉得体计冰冷，此时体温计的温度低于 您腋窝处的温度，体温计吸收您腋窝处的热量，温度升 高.当体温计的温度等于您腋窝处的温度，达到热平衡 时，您就感觉不到体温计冷了，此时取出体温计，体温 计的示数恰巧就等于您身体的温度.这既是利用热传 递来改变物体内能和利用内能来加热在现实生活中的 具体运用.可见：当物体吸收热量时，内能增大，温度升 高，当物体放出热量时，内能减小，温度降低.这就是通 过热传递改变内能的结果.
作者简介：慕志明（1970 -)，男，甘肃宵镇原人，本科，中小学一级教师，主要从事初中物理教学研究
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来回搓冰冷的双手时，若左手相对于右手向上滑， 则左手对右手施加了向下的摩擦力，而此时的右手也 向下滑，说明右手在左手给它施加向下的摩擦力方向 上通过了距离，左手对右手的摩擦力就对右手做了功， 右手的内能增大，温度升高.由于物体间力作用是相互 的，所以右手对左手也施加了同样大小、方向向上的摩 擦力，左手在右手施加向上摩擦力的方向上通过了距 离，右手对左手施加的摩擦力也就对左手做了功，左手 内能增大，温度升高.因为功等于力与物体在力的方向 上通过距离的乘积.只要物体在力的方向上通过了距 离，力就对物体做了功[2:.可见：来回搓手的过程，就是 左手不停地对右手做功和右手不停地对左手做功的过 程，于是两个手的内能同时增大，温度同时升高，于是 两只手就同时变暖和了. 小孩沿滑梯滑下的过程中，小孩对滑梯施加了一 个沿滑梯向上的摩擦力，若以小孩为参照物，滑梯向上 滑动，滑梯在小孩施加的摩擦力方向上通过了距离，所 以小孩对滑梯施加的摩擦力对滑梯做了功.由于物体 间力的作用是相互的，滑梯也对小孩施加了一个大小 相等沿滑梯向下的摩擦力，小孩在滑梯对他施加沿滑 梯向下的摩擦力方向上通过了距离，滑梯对小孩施加 的摩擦力对小孩也做了功.小孩的内能增大，温度升 高，小孩与滑梯接触的部位就有灼烧感.
钻木取火的过程中，若钻子沿逆时针方向旋转，对 被钻物体施加一个沿顺时针方向旋转的摩擦力，以钻 子为参照物，被钻物体也沿顺时针方向旋转，被钻物体 在钻子给它施加的顺时针方向摩擦力的方向上通过了 距离，钻子就对被钻物体做了功，被钻物体的内能增 大，温度升高.由于物体间力的作用
是相互的，被钻物 体也对钻子施加了一个同样大小的沿逆时针方向旋转 的摩擦力，钻子在被钻物体对它施加的沿逆时针方向 上通过了距离，被钻物体就对钻子做了功，钻子的内能
vcd制作>半轴套管拉压机增大，温度升高.由于钻子和被钻物体的温度在同时升 高，很快就达到了取火物的燃点，取火物燃烧.这就是 钻木取火的原理.
可见，在摩擦生热的过程中，参与摩擦的两个物 体，都在对对方做功，使对方的内能增大，温度升高.
迅速用力按下厚玻璃筒中的活塞，活塞压缩玻璃 筒中的空气，对空气做功，空气的内能增大，温度升高， 达到的燃点，燃烧.向瓶内装有少量水的 密闭瓶内不停地充气，瓶内空气迅速增多，体积迅速增 大，对瓶塞施加一个非常大的向外的推力，瓶塞沿瓶内 空气对它施加推力的方向上冲出，空气推动瓶塞，对瓶 塞做了功，内能减小，温度降低.瓶内水上方的水蒸气 遇冷放热液化成小液滴，悬浮在瓶口，于是我们就看到 了雾.可见：物体对外做功，物体内能减小，温度降低. 对物体做功，物体内能增大，温度升高.这就是利用做 功改变物体内能的结果.
人在干活时，是人在对物体做功，人的内能应该减 小，温度应该降低.可为什么人在干活的过程中仍会热的出汗？
人向上爬树的过程中，始终有沿树向下滑的趋势， 对树施加了一个沿树向下的摩擦力，以人为参照物，树 向下运动，人对树的摩擦力对树做了功，树的内能增 大，温度升高.由于物体间力的作用是相互的，树也对 人施加了一个同样大小的沿树向上的摩擦力，人在树 对它施加的沿树向上摩擦力的方向上通过了距离，所 以树对人做了功，人的内能增大，温度升高.向上爬树 的人就会感觉到热.
使劲用脚向下踩地，脚对地面施加了一个竖直向 下的踏地力，由于物体间力的作用是相互的，所以地面 也对脚施加了一个同样大小的、竖直向上的的弹力.于 是脚又被地面向上弹起.这样，脚就在地面弹力的方向 上通过了距离，弹力对脚做了功.于是，脚不停地向下
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2020年第J2期
踩地面，地面不停地将脚弹起，不停地对脚做功，脚的 内能增大，温度升高，人的脚就会在不停踩地的过程中 变暖和.
人在行走和跑步时，脚要不停地向后蹬地，对地施 加一个向后的蹬力，由于物体间力的作用是相互的，地 对脚就施加一个同样大小的向前的推力，将人推向前 方，对人做了功，使人的内能增大，温
度升高，人就会越 来越热，最后全身出汗.
当人沿水平方向拉着架子车水平向前运动时，人 对驾子车水平向前的拉力对架子车做了功.由于物体 间力的作用是相互的，架子车也对人施加了一个同样大小的水平向后的力，而人的运动方向水平向前，人受 到车的拉力和人的运动方向相反，此时车会对人做功 吗?做负功.因为当力的方向和物体的运动方向相反时，力做负功.所以人的内能会增大，温度会升高，人最 终会出汗.这个解释有点牵强，但我们知道人每天都要 吃喝，进入人体的食物会被消化吸收，转化为人体的化 学能.部分化学能会转化为内能，以确保人体的温度始 终保持在37摄氏度左右，以维持人的正常生命活动.人在干活时，又将部分化学能转化为所需要的机械能，以确保人能完成某项工作.这也是人在干活时内能会 增大，温度会升高的又一种解释.您说，对吗？
将一根锯条放在火炉上烘烤，锯条从火炉吸收热 量，内能增大，温度升高，热的烫手.若用这根锯条持续 锯了很长时间木头，木头对锯条做功，锯条的内能增大，温度升高，也热的烫手.有人将这根锯条拿给您，让 您用手摸，您觉得锯条很烫手，内能增大了很多.那您 能直接判断出这根锯条内能增大的原因是由于用它锯 了木头?还是将它放在火炉上烘烤了？无论您选择哪种 答案，都有可能出错.只有您亲眼看到这根锯条内能增 大的原因，您才能做出准确的判断.由于无法直接根据结果来判断物体内能变化的原因，所以说做功和热传递在改变物体的内能上是等效的.
摩托车、农用三轮车、小骄车、拖拉机和汽车，都要 用汽油或柴油在热机的气缸内燃烧，产生高温高压燃 气，推动活塞做功，驱动车辆前行.这都是利用内能做功，服务于人类的伟大创举.
通过燃烧燃料获得内能，将其它形式的能转化为内能.利用内能来做功或加热，通过热传递和做功改变 内能，都是科学家妙用物理知识，服务于人类的创造性 思维.万事万物的变化和天体运行，都在悄然无声地运 用着能量的转化和守恒.只要我们注意运用物理知识去分析，一切都会迎刃而解.为了提高我们思解问题的 能力，我们就一定要好好学习物理.请看下面这道九年 级2020年9月月考题：
锯木头时，锯条变热，这是由于（）对（）做 功，使锯条的内能（），温度（)■
诱捕黄鳝由于“锯木头时，锯条变热”，说明锯条内能增大，温度升高，所以应该是木头对锯条做功，而不是锯条对 木头做功.因为题里强调的是锯条变热，而不是木头变 热.
lnbf这一点，您想到了吗？亲爱的读者，请说说您的理解与看法.
参考文献：
[1]彭前程.教育部审定九年级全一册《物理》人民 教育出版社课程教材研究所[M].北京：物理课程教材 研究中心，2013.
[2]彭前程.物理课程教材研究中心编著.教育部审 定八年级下册《物理》[M].北京：人民教育出版社, 2012.
[甘肃省镇原县王寨初级中学（744507)]
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