汽车牵引力的做功问题
2008-11-25 16:25:17| 分类： 物理资料 |字号 订阅
我们经常遇到牵引力做功的问题，牵引力一定做功吗？这是一个值 得注意的问题．牵引力通常有两类：一类指动力牵引车对连挂的无动力的挂车进行拖动所施加的拉力．如车厢受到机车的拉力，拖车受到的拖拉机的拉力等，这一类 牵引力做功已经明确，无需赘述．而另一类牵引力则不同，像汽车的牵引力就是如此．它对汽车并不做功．
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汽车牵引力是指路面施于汽车驱动轮的沿汽车运动轨迹切线方向的 静摩擦力．普通汽车的后轮为驱动轮，如图所示，发动机传动系统使驱动轮受一个驱动力矩m，引起驱动轮与路面接触处有向后滑动的趋势，引起路面对驱动轮产生 向前的静摩擦力f．在f的作用下，驱动轮在转动的同时产生向前的平动，推动车身前进．因此，f是使汽车整体前进的动力，一般把它叫做汽车所受的牵引力．牵 引力f作用在主动轮和地面的接触点上，在车轮不打滑的前提下，车轮和地面接触点相对于地面是静止不动的，也就是说牵引力f的作用点没有发生位移．因此，牵 引力对汽车没有做功．从能量转化的观点来看，牵引力也不可能对汽车做功．因为做功的过程是能量从一个物体传给另一个物体，或者从一种形式转化为另一种形式 的过程，如果认为地面对主动轮的静摩擦力（牵引力）对汽车做了功，必然会得出“汽车前进过程中，能量从地面传给汽车”的荒谬结论．可见，牵引力可以使汽车 产生加速度，但却对汽车不做功．
既然汽车的牵引力对汽车不做功，那么汽车运动的能量又是从哪里 来的呢？汽车的主动轮旋转是汽车的驱动系统传来的驱动力矩作用的结果．驱动系统要消耗发动机能量，同
时也使得路面施于驱动轮的静摩擦力可能产生．这里，牵 引力起着将发动机内力功转化为汽车质心能量的“转手”或“媒介”作用．可见，汽车运动中的能量是由于发动机做功的结果，牵引力只为发动机能量转化为汽车运 动的能量创造了条件，起了桥梁作用，牵引力对汽车并不能直接做功．
(甘肃民乐一中 734500 王世雄)
