Question

高中物理 功能关系

一物体被一向上的拉力竖直运动了一段位移，其拉力和重力做的总功为0，但其重力势能却增加了，怎样解释。

Answer 1

做功的多少可以用能量的变化来量度，重力做负功重力势能增加，重力做正功重力势能减少，做功W与势能的增加量△Ep之间有个负号，即 W=-△Ep
该物体受两个力，分别为竖直向上的拉力和竖直向下的重力，总功为零说明拉力做的功与重力做的功大小相等。如果该物体向上运动了一段位移，则拉力做正功，重力做负功，重力势能增加；如果向下运动了一段位移，则拉力做负功，重力做正功，重力势能减少。
这题重力势能增加说明该物体是向上运动了一段位移。

Answer 2

重力做负功，势能增加。
拉力做正功，因此物体总能量增加，就体现在物体重力势能增加上了。

功能关系分析的时候应该以物体为研究对象，对于物体来说，外力——拉力做功了，能量增加。重力是保守力，不能和拉力一起看总功。

Answer 3

首先物体向上竖直运动了一段位移，我们无法得知它是否为匀速运动或变速运动、即此力可能为恒力或变力，但是题目已给出拉力做功与重力做功均为0，设拉力做功为Wf、重力做功为mgs，即有mgs+Wf=0、即有Wf=-mgs. 由功能关系可知：重力做的功对应重力势能的改变、即-mgs=E1-E2=E=Wf，这里E的符号为“+”指增加的重力势能、前面-mgs为重力做负功，且由前面等式两边可知、Wf=E.即拉力做的功为重力势能的增加量.

Answer 4

拉力与重力相等，匀速向上运动的情况

Answer 5

重力对物体做的负功，就是重力势能的增量