物理的正负功什么情况可以抵消

Question

我听别人说了一堆什么保守力和耗散力，他们的正负功是什么意思啊，能不能抵消？抵消是什么意思啊，觉得很扯，到底总功是个什么概念，抵消又是个什么概念？
例题：有一个手机从某一高度h1开始匀速上升到h2。由于是匀速，所以手机的动能是并不改变的；又因为是匀速，所以手机所受的合外力等于0，而据此又将得出外力在此过程中不对手机做功的结论。这样一来就出现了矛盾：一方面是手机的势能确实提高了；另一方面势能的提高又不是做功的贡献，加之动能始终不变，矛盾自然产生，因为这似乎违反了能量守恒定律。
这肯定是不对的，但是为什么呢？
另外说一下什么叫克服力做功，我原来比较明白的，最近题多了就有点晕，如果克服不过来会怎样？
另外如果一个人沿斜面向上走，他克服重力做功该怎么算？要不要考虑他水平方向做的功？直接算竖直方向与重力的合外力行吗？

Answer 1

在物理系统里，假若一个粒子，从起始点移动到终结点，由于受到作用力，所做的功，不因为路径的不同而改变。则称此力为保守力。耗散力则是除了保守力以外的力。
另外，对于你的例题，手机由h1升至h2，这个过程中，由于题中讲为匀速运动，所以受一个重力G和支持力F，且G=F,在这个过程中，两者做功大小相等，正负相反，两者所做的功确实能抵消，所以外力不对手机做功。至于你说的和能量守恒矛盾的问题，能量守恒是一个系统内的能量守恒，你所举的手机这个系统，除手机之外，肯定有另一个东西对手机加力，比如手之类的，在你讲的这个过程中，手机本身的能量确实增加了，但是手对外做功则导致手的能量减少了。有一个定理，不知道你们学过没有，就是 合外力做功等于动能的变化量，除去重力的外力所做的功等于机械能变化。假如学过的话，去把书好好看看，应该就能搞清楚了。没学过的话，你可以追问，我在给你讲讲。
对于你补充的问题，克服力做功就是你做功的时候有一个力来阻碍你对其做功，因为做功一般都是需要有位移的，因此就是克服另一个阻碍位移的力。如果克服不过来，就不会产生位移，也就不能做功。
一个人沿斜面走，克服重力做功就是拿克服重力的力（记为N），乘以该人在H方向上的位移。如果这个人为匀速运动，则N=G，方向相反。至于水平方向上，因为不存在阻碍他在水平方向的力，所以不要考虑。至于最后你认为要算合外力，你假如算克服重力做功，怎么还能考虑重力呢？应该是考虑重力以外的力。

Answer 2

手机高度上升 不要忽视了重力啊~~
高度上升 速度又不变 说明只有重力势能增加了 重力势能增加说明“物体克服重力说了功”（朝力的相反方向运动） 又可以说成“重力做了负功”
手机上升 没有一个力与重力平衡（忽略空气摩擦） 怎么可能速度不变呢？
显然有个与重力大小相等方向相反的力拉着手机（要么是拉 要么是推 反正方向是向上）
重力势能的增加 就来自于这个力所做的正功（物体顺着力方向运动）
做功是对于各个不同的力而言 像上述例子中 拉力做正功和重力做负功 其实是一回事 都是导致了重力势能的增加
如果 手机上下摆动， 那么下降时 重力做正功 ； 上升时 重力做负功 ，重力的总功便是正负功的代数和（也就是平常说的“抵消”） 总功就取决于手机的始末位置了

关于保守力和耗散力：
在物理系统里，假若一个粒子，从起始点移动到终结点，由于受到作用力，所做的功，不因为路径的不同而改变。则称此力为保守力。假若一个物理系统里，所有的作用力都是保守力，则称此系统为保守系统。耗散力是指对系统或物体作负功，而使之总机械能减少的力。

保守力和保守系统等概念虽然简单 但对于你现在没必要知道 我也是在大学理论力学里才学的
其他还有不明白的可以再问我

楼主敢于提出问题的精神是很好的 在科学研究方面大有益处 但是你还需要点自主思考的能力 自己提出的问题自己能想通那再好不过
像这类问题我小时候也有过 但自己认真想想 就发现其荒谬之处了 过于执着这类基础知识 就有点钻牛角尖了 这份执着和质疑的精神还是带到以后的科学前沿问题上去吧 相信这必有收获追问

重力做的负功怎么会导致了势能的增加呢？觉得有点扯

追答

没错啊 克服重力做功就是把其他能转化为重力势能嘛 重力做正功 就是把重力势能转化为其他能了（上述例子中是转化为动能） 就是势能减少 动能增加 机械能不变
看来你基本概念都没弄清楚啊。。。— —！

本回答被提问者和网友采纳

Answer 3

就你说的那个例子，它的结论是不对的。如果说手机势能提高，那必然是在有重力场的环境下讨论（比如地球），其势能变化量为mg(h2-h1)，m为质量，g为所处环境的重力加速度。既然有重力（竖直向下），又是匀速（即合外力为零），那必然有一个向上的力，比如手托着它向上运动，那这个“向上的力”就是手对它的作用力（或者称为支持力）。这样的话，这个例子里，就是手对手机做的功转化为重力势能的提高。如果，手给的支持力大一些，使其加速上升，那么手做的功就转化成了重力势能的提高和动能。追问

手对手机的力与重力抵消啊，做的功为0啊

追答

如果说手的力和重力抵消了，那就是合外力为零。看来你有个概念不清楚，就是动能的改变等于合外力做功，无关势能。所以，所谓的“抵消”，指的是支持力做的功和重力做的功抵消。

追问

我晕，看来你看题目没有看清楚，我说了匀速上升，那合外力就是为0啊

追答

我哪里说这题合外力不是零了？