請問物體所受合外力為零,則合外力做的功為零是不是不對呀?

時間 2021-05-11 18:13:30

1樓:張工場

問題出在對位移這個概念的理解出現偏差,還有對質點的理解也不到位。

題主提到 顯然是認為彈簧的質點沒有發生位移。但是要注意到,質點的問題是和特定問題聯絡在一起的,最典型的,也和題主舉例有關聯的,就是在計算重力勢能中,物體位移可以視為質點的位移。但是,物理課本在將彈性勢能時,並沒有引入質點。

因此,你在考慮彈簧問題時,引入質點本身就是操作失誤,好比你炒個蔬菜非要去考慮放黃酒的問題,前提就是錯誤的。

另外,在涉及彈簧問題時,要注意到彈性勢能的變化,看上去也和 有關。但這裡的 和重力勢能中的 顯然是完全不同的。這裡的位移,是指偏離彈簧平衡點的位移,如下圖:

也正是這個原因,才使得質點這個概念根本沒有必要引入到彈簧中,因為不需要啊。

如果弄清楚了彈簧中的位移這個量,題主的例子就很好理解了。

按照題主的假設,我們認定彈簧質點不動,兩隻手分別向外拉伸,先講右手,右手相對於平衡點顯然是發生了位移,因此有做功。力的方向和位移方向一致,因此是正功。再說左手,其實也是一樣,力的方向和位移方向同樣一致,(不明白的再看一遍彈簧中的位移概念),因此也是正功。

因此,總的做功並不像題主想的那樣,兩者相加為0,而是兩個正功的相加,自然是正值。

2樓:zzzz

合外力為零意味著動能不發生改變,並不能說明勢能沒有變化;比如勻速抬高一件物品,重力勢能發生改變,但是合外力為零。

究其原因在於,力是向量,符合向量相加,功是標量,符合標量相加

3樓:墨暈

功的定義,物體在力的作用下移動的距離。三要素就是物體、作用在物體上的力(向量)、位移(向量)。

考察雙手拉彈簧,彈簧沒有動,合外力為零沒有問題。然而W=Fx這個公式右邊都是向量,水平放置的彈簧受兩方向的外力,而且有方向相反的位移(手在動)這樣算下來其實就是W = Fx + (-F)(-x) 就不是零了。分析均勻物體受力時,質點在物體幾何中心是沒問題的,然而考慮功的時候有乙個位移的原因就要看看作用點位置有沒有改變。

最後就是一定要注意向量還有,位移、距離這些細節的不同。

換乙個角度想,如果沒有外力做功,彈簧的彈性勢能從哪來呢。

4樓:

我個人的理解是,因為彈簧是可形變的,也就是所謂的合外力是對整個彈簧而已,但是對於其中任何一部分都不一定是,因為其中各點的合力矩不為零。這有點類似於對於一間隔熱的房間裡的可以自己發電的冰箱一樣,房間內能量守恆,但是各區域不一樣。

彈簧的話,把兩個裡分別對各點分析就會發現起都存在合力為0和力矩不為0的情況。因此導致力實際上有做功。

為什麼會出現合外力對物體做功為零,但物體的機械能增加的情況?

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