探讨一个中学物理学中关于做功(Work)的问题

Jordan

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？

mmmggg

要不让孩子跟老师讨论，一举两得。估计这结论是有assumption的

avocado

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。

anquandiyi

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

anquandiyi

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

Jordan

avocado 发表于 2019-3-19 21:38
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 ...

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。

黑眼圈

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。

TIANPINKONG

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。

seaflash2000

不考虑空气阻力，没有做功。

yanmin2k

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。

seaflash2000

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。

bb_zhuang

yanmin2k 发表于 2019-3-20 09:21
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。 ...

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）。

sayu

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。

yanmin2k

bb_zhuang 发表于 2019-3-20 09:42
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 ...

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。

act_nan

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。