为什么除重力和弹力之外的其它外力做的功等于机械能的变化量

Question

如题所述

Answer 1

因为机械能里包含了重力势能，弹性势能和动能；
如只有重力做功，引起的是重力势能与动能间的转化；
如只有弹力做功，引起的是弹性势能与动能间的转化；
而它们的总和即机械能保持不变，守恒。
而除重力和弹力之外的其它力，如滑动摩擦力，滑动摩擦力做功将使机械能转化为内能，滑动摩擦力做了多少功，机械能就损失多少；又如用一个向的力提升重物，该力做了多少功，机械能就增加了多少。

Answer 2

因为重力和弹力可以动能势能相转换，其他力做功一般会转化为热能内能，很难再转换回来。

Answer 3

力可以分为保守力和非保守力两种。
1. 保守力，比如重力、弹簧弹力、电场的电力、磁场的磁力，在没有非保守力的情况下，这些力做的功将转换为系统的势能（重力势能、弹簧势能、电/磁势能），而这些势能是可以和机械能相互转换。
2. 非保守力，比如摩擦力，其作用的本质是物体间电磁作用力，但是其效果是将机械能转换为热能、内能，这些能量在开放的系统中将会耗散掉，从而无法转换回原来系统的机械能。
3. 从总体上看，所有能量，势能、机械能、耗散的热能和内能的总和还是满足能量守恒定律。

注：关于中学中的电磁场势能，在物体低速运动的情况下，我们可以近似看做是保守力。但是任何带电物质在电磁场中运动都会辐射电磁波，也就会辐射能量。因此从更准确的角度来看，电力、磁力在动力学状态下是非保守力。