这题第二问重力不是也做功了吗为什么不是重力弹力做的功转化为内能和动能呢?拜托详细解答?

如题所述

孩子,你提问的语句本身就是错误的。叔叔在这里向你科普一下:

“功”是不会转化为“能量”的,也不存在“功转化为能”的问题。

功是过程量,用于衡量一个力的作用效果在空间上的累积量;能量则是物质(物体)的态函数,用于衡量物质(物体)拥有的对外做功的能力大小,是状态量。

“功”和“能”虽然单位一致,但完全是两种不同的概念、不同的量。功和能之间无法转化,只能是能量和能量之间相互转化,功和任何其他物理量之间都不存在转化问题。

当然,功和能之间存在密不可分的关系,主要表现在如下三点:

1、做功是实现能量转化的充要条件,做功和能量转化之间存在因果关系。做功一定导致能量转化,能量转化必须通过做功才能实现。

2、功是能量转化的量度。在一个具体的过程中,力做了多少焦耳的功,就有多少焦耳的能量从一种形式转化为其他形式。例如,重力做了20J的功,就有20J的重力势能转化为其他形式的能量。但是,我们并不能说这20J的功转化为其他形式的能量,只能说,这20J的功反映了(标志着、代表着、意味着、决定着)有20J的能量发生了转化。

通常情况下,物体拥有多少能量、转化了多少能量,是难以测量的,但功很容易测量,因此,我们可以用做功的多少,来确定转化了多少能量。

3、功的符号(正、负)决定着能量转化的方向。例如,自由落体过程,重力做正功,重力势能转化为动能;竖直上抛的上升过程,重力做负功,动能转化为重力势能。

说完了功和能之间的关系,回到你的具体问题:

1、动力对受力物体做正功,使得受力物体加速运动,将消耗施力物体的能量,转化为受力物体的动能;阻力对物体做负功,使得物体减速运动,将消耗运动物体的动能,转化为其他能量。

即:正功导致物体动能增加,负功导致物体动能减小,总功(所有外力做功之和或者说合力做的动)等于物体动能的变化量------这叫做动能定理。

任何一个力对物体做功,首先影响到的都是物体的动能。

2、动能定理对任何物理过程都成立。

3、在应用动能定理的过程中,必须先确定你要针对哪个物理过程,确定好初状态和末状态(起点和终点)以及参考系。确定好这些后,关注此过程中哪些外力对物体做了功、哪个是正功哪个是负功、总功是多少,再确定初速率和末速率分别是多大,然后列出动能定理的方程,代数求解。

标准答案的第(2)问,针对的是滑块在桌面上的运动过程,初状态是刚刚要被弹簧弹开的瞬间,末状态是滑块刚好离开桌面边缘开始平抛之旅的瞬间。上述过程中,只有弹簧的弹力做了正功、摩擦阻力做了负功,重力并没有做功,因此无需考虑重力。只需考虑

即可。

那么,上述过程,能量如何转化的呢?

由于滑块是刚性的(非常坚硬,受力时几乎不发生形变),因此不涉及滑块因形变而发热产生内能。弹力做正功,轻弹簧释放的弹性势能转化为动能使得滑块动能增大,滑动摩擦力做负功,导致滑块的一部分动能转化为热(内能)被滑块、空气、桌面吸收,使得滑块动能减小。因此,弹簧做的正功与摩擦阻力做的负功之和,等于滑块动能的增加量。

如果你要考虑重力做功,就要将研究的过程扩展至平抛下落过程,即从开始弹开到刚要落地的全过程:

同样可以计算出弹力做功为 5.3J 。

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第1个回答  2021-04-18
注意一下研究的过程,解析过程是从弹簧开始推动滑块到滑块离开桌面这个过程,此过程中重力不做功。另外解析过程应用了定能定理。
第2个回答  2021-04-18
重力在桌面运动时,重力方向即竖直向下
方向上位移为0,上物体脱离桌面后开始做功,全部转化为物体的动能。
笫二问问的是弹力做功,与重力做功无夹了。
第3个回答  2021-04-18
第二问,问的是弹力所做的功。这解题过程就选择了在桌面上的过程。在这一段过程里,重力不做功。
你也可以选择整个过程。从小球受弹力作用运动开始到落地的整个过程。这么一来。动能变化,是落地时的动能,在整个过程中弹力做功和重力做功都有。动能定理的表达式:
1/2MV^2-0=W F+mgh
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