澳洲探讨一个中学物理学中关于做功(Work)的问题

在澳大利亚中学教育




一本澳洲的物理教材说,当你抱着/托着一个盒子在房间走动的时候,假设物体高度不变,你就没有对盒子做功。我觉得这种说法不对,忽略了速度的问题,但似乎许久以来学校都是这么教的,所以有点无所适从。

如果一直是匀速运动,我觉得不做功的说法没有问题。但是如果速度有变化,动能变化了,很明显是由做功的,抱着的时候,是直接有身体提供的水平方向的作用力;如果是托着,则是通过磨擦力体现出来的,比如说盒子由静止到运动,盒子由于惯性要保持静止,摩擦力和倾向静止的方向相反,因此是向前的。而摩擦力实际上是由手来提供的。因此,两种情况下都有做功。不知道理解得对不对?

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要不让孩子跟老师讨论,一举两得。估计这结论是有assumption的

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我觉得lz的想法是不对的。
首先做功是物体在力的作用下产生了一段距离,这个时候说这个力对物体做了功。
lz考虑的抱着盒子也好托着盒子也好,盒子都没有在所谓的手掌给盒子的水平方向力/摩擦力方向产生距离,也就是没有相对手掌的水平方向的移动。
所以你没有对盒子做功是正确的。
至于提到的如果速度发生变化,的确是有动能,但是因为高度不变,重力势能为0,而能量要守恒,所以这个动能转变成了其他能量。
不对请指正。

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在力的方向上发生位移,那么这个力才做功,更深一步的话还要考虑参考系

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在力的方向上发生位移,那么这个力才做功,更深一步的话还要考虑参考系

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如果一直有加速度的话,托着的时候摩擦力一直在作用在一定的方向,并产生了位移啊,应该没有所谓手掌和盒子相对位移的说法吧。盒子是单个物体,并不是在讨论有无外力对人和盒子的整体做功。如果像你说的相对没有位移,那你推地上的一个箱子移动一段距离总有做功了吧?但他们的相对位置也没变。

我觉得关键在于:做功要求的是1、有力作用而且做功的时间必须是力持续的时间;2、在力作用的方向有位移。以上我举的非匀速运动的情况这两者都可能满足的。

看了些国内网站上的讨论,也是笔糊涂账,但看起来较权威的说法都强调 匀速运动时 没有做功。

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如果只看抱着盒子这一个现象的话,对于盒子这个物体,力是向上的(不然盒子要往地下掉),盒子的高度没有变,所以这个向上的力没有做功。人抱着盒子,同时往前走,是另一码事。这个情况下,人的推力确实对盒子做了功,产生了位移。

前因后果没讲清楚,只能猜猜看。

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中学可以这么理解没有错。后边你可以考虑到保持不稳态物体为稳态,物体此时不视为质点,这期间可能有。

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不考虑空气阻力,没有做功。

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虽然手或手臂没有对盒子做功,但是身体和腿做功了。你抱着盒子走一公里肯定比你空手走要消耗更多体能。

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概念为王,这是学好物理头条法则:)

把东西搬啦一公里,你体能消耗在抵抗重力上啦,物体高度没变化,没位移。

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功的定义是 力对位移的累积,尤其是指通过使物体朝向力的方向移动的力的作用下能量的转移。

腿做功的对象是人+盒子这个整体,所以才会有:抱着盒子 沿着 腿产生的力(可以分解成往前 和 往上两个方向)做的功 要比 不拿盒子 做的功要大。

手 对 盒子并没有做功,因为盒子并没有沿着手产生的力方向发生位移。

匀速运动,动能从起始点 到 终止点 并没有发生变化(速度没有变)、势能也没有发生变化(水平没有升高、降低)。


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中学物理,楼主就不要钻牛角尖了。

不说别的,你把东西托在手上,脉搏上下跳动,东西也跟着跳动,肯定做功。

楼主的思路是对的,忽略脉搏因素,从静止到走动,在水平方向上有推力有位移,肯定是做功的,就是动能变化的来源。

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老师其实是把人体抽象化和简化为一个木头或铁架子,所以得出这个结论。实际上架子上放重物以后,向下的正压力增加,地面的摩擦系数不变的话,需要更大的水平方向推力并做功。

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对的。
如果速度变化,人就会通过摩擦力或其它力对物体做功,物体的动能也改变。

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