物理问题

Question

资料上说：“功是能转化的量度。有能量的转化，一定有力做功”
那么，我想问：
1.某种能量的增加，是否就是以功的形式消耗其他能量来转化为增加量？比如说只有重力做功时，就是以功的形式消耗重力势能提供给动能？功相当于中转站？
2.物理上有些什么能，我知道的有动能，势能，电场能，磁场能。。水平面上，一个人用绳子拉其他物体滑动，是否就是拉力以功形式将人内能转化为物体动能？
3，所有的运动都符合能量守恒的话，一个系统的能量增加减少是依靠外力完成的吗？系统中一个人通过悬于天花板的定滑轮拉升某一物体，物体重力势能增加是因为人拉物体做功，人本身内能减少，但对整个系统来说重力是外力啊，重力做功会使系统能量增加吧，为什么会能量守恒？

对于能量，求高人解。。。。= =。。。。

Answer 1

1.你说的基本没错。以前我们物理老师做过一个比喻“功好比是东西，能量好比是钱，对外做功就是一个用钱买东西的过程。”
2.能的种类很多了，还有生物能、化学能、原子核的结合能等等。“水平面上，一个人用绳子拉其他物体滑动，是否就是拉力以功形式将人内能转化为物体动能？”
这句话有点问题。“人的内能”不准确。应该是人体内碳水化合物等储存的生物能通过化学反应转化成内能再转化成动能……其实这样说还是不准确，因为这个过程很复杂，是生理学的问题。如果有兴趣看看生理学书。
3.第一个问题对的，系统能量变化必须靠外界力。第二个问题要澄清一下，其实“重力势能”是地球和物体共有的，但是一般有两个原因，人们在不严格讨论时候把它化为物体独有。第一是这样处理问题方便；第二是与物体相比地球很大，这样处理粗略研究不会造成混乱。对于第二点举个例子。小球从桌子上掉下来，速度越来越快，它的重力势能转化成动能；实际情况是重力势能它和地球共有，地球引力使它下落，同时它对地球也有引力，和地球对它的引力是一对反作用力；事实上地球被吸引也加速运动，但由于地球质量过大，加速太慢了，基本上忽略不计，还可以看成只有小球在加速，重力势能只转化为小球的动能，这样把重力势能化为小球独有没啥大问题，小球的能量基本还是守恒的。
不一定只要外力做功就会给系统增加或者减少能量，比如上面这样定义的话，重力势能属于小球，那么地球重力起到的作用是使得小球的重力势能往动能转化，而不是给它增加能量。 这其实还是个如何定义层面的问题。不光是重力，静电场力也是这样定义的，它们都是一种叫“保守力”的力，做功都定义成了动能与势能互相转化。

Answer 2

1,是重力势能提供动能,但功是个测量器,不是中转
2,是的
3,是的;重力也属于这个系统.(没有重力,人也不需要拉力了)追问

重力也属于这个系统？！哎哟。。不是吧。。证据说明一下好不。。。

追答

当你做力平衡示意图时,要有重力才能平衡.所以,重力属于这个系统了.重力不是作功,重力所谓的"功"就是势能.你混淆概念了。

Answer 3

你上面都讲的差不多，但有一个地方忽略了，那就是合外力对物体做正功，物体机械能增加，反之，则减少。系统能量就相当于系统的机械能，相当于各个物体的机械能叠加后的结果。追问

系统的能量不包括人体内能了？也就是说物体的重力势能增加，那系统机械能增加，原因也是重力做负功？

追答

一般来讲这人体的内能是不能算在内的，它只包括动能与势能。不是因为重力做了负功，而是合外力做了正功，物体合外力=人的拉力-物体的重力，因为合外力与物体运动方向相同，所以是做正功，使系统的机械能增加，虽然消耗的是人体的内能，但内能不算在内，所以机械能增加。

Answer 4

1.你对功的理解不正确，其实功就相当于能量的另一种说法，不过牵扯到输入和输出的问题，重力做功：一个物体从高处落下，随着高度的变小，势能减小动能增加，可以理解为：势能输出减小，并输入到动能中去，动能增大。
2.物理上能量形式很多：动能，势能属于机械能。热能，辐射能属于内能。还有电能，磁能，化学能，核能。爱恩斯坦还说过质量就是一种能量。人用绳子拉物体，不是内能转化为动能，而是人体内进行的化学能做功转化为动能（假设没有摩擦）。
3.一个系统能量增加或减少是靠外力做功，和对外做功来完成的。人通过滑轮拉物体，人体内的化学能克服重力做功转化为物体的势能，人输出的功等于物体的势能。整个系统来说，重力不是外力，但做的是负功，等到人一松手他还是要做回来的。就好比你借了别人的钱还是要换回去是一样的。

Answer 5

1、可以这么说吧，功相当于中转站或者更确切说它是一个过程量，而能量是状态量。这就跟：热量是过程量，内能是状态量；时间是过程量，时刻是状态量，是一个道理。
2、能量你不能说物理上有什么样的，实际上所有的能量在物理上都有所涉及，只不过有些在物理上提的比较多而已。想、像核能，光能，声能，化学能等等。拉绳子是将人体化学能转化为物体动能。
3、我们要研究的系统，往往要包括地球，只不过一般情况下不说。所以重力不算是外力。