Question

一个物理学内能动能转化的问题，寻高手，速度啊！

关于动能与内能转化。如果在一个匀速运动的传送带上（速度v1),放下一物体，物体与带面有摩擦，故动能减小，内能增加。（因为相对传送带物体速度从v1逐渐减至0）.但可是若以地面为标准，那么物体速度由0加大至v1，又有摩擦升温，故内能动能同时加大。可很明显这种情况是动能内能转化，两种参考系出现了矛盾，为何？还是说有其他能量介入？求解。

Answer 1

传送带为参考系，摩擦力作为皮带和物体系统的内力，将系统动能等量转化为内能（做功就有能量转化，无外力做功系统能量守恒）。但有一点非常容易疏忽，就是转送带受到物体摩擦力的作用，为何还能维持静止，一定有外力存在，这个外力就是电机提供的力。不过在皮带系中外力并未引起皮带位移，因此，外力做功为零。

地面系中，摩擦力做功不变，内力作用引起系统动能能量转化为内能也不变。假定没有外力做功内力做功引起物体动能降低0.5mv2，而实际物体的动能增加了0.5mv2，因此系统动能增量是mv2，外力做功一定等于物体动能的增加。也可以直接计算外力做功，物体加速度a=f/m，加速时间t=v/a=mv/f，此过程中皮带移动了距离S=mv^2/f，皮带匀速说明外力F=f，则外力做功=mv^2。

如有不明欢迎追问。

追问

那就是说在地面为参考系时，传送带做功？

追答

地面系中，皮带和拖动机构间存在作用力这你不会否认吧？在这个力的作用下，皮带发生了位移也不会否认吧？既然如此，外力对传送带做功。当然你也可以说皮带对外界（拖动机构）做负功（这时的对象就是拖动机构，我们分析这个问题选皮带作为研究对象比较方便）。

Answer 2

速度是相对的，和速度有关的物理量如功、动能、动量都是相对的，都跟参考系的选取有关系，同样一个力，在这个参考系里做正功，换一个参考系可能会做负功。这是正常的，不是矛盾。
有一点你是错了的，这里面动能和内能没有相互转化的关系，另外系统涉及到外力（传送带驱动力）做功，总能量不守恒。

追问

那这两个能如何出现呢？

Answer 3

首先要承认能量是需要参考系的，就好比你在路上跑步，相对于地面你有一个动能，但是相对于路边步行的老太太你又有一个动能。所谓能量守恒，要选同一个参考系才有意义。下面分析：
传送带为参考系：那么相当于一个具有初速度的物块扔到到了马路上，停止以后其动能转化为内能，这是无可辩驳的。
地面参考系：物块由零速度变为传送带的速度，期间是传送带与物块之间的摩擦力对物块做功，同样如果不是电动机对传送带施加驱动力的话，传送带的速度是要变慢的，同样如果不是电能给电动机供电的话，电动机是不会转动并做功的。所以这里的摩擦力做功是消耗了电能的，并非能量不守恒。

Answer 4

后面才是对的 动能内能都增加 第一种情况你以皮带为静止 这个坐标系是移动的 两个坐标系的动能不是同一个动能

追问

那能量不是不守恒了吗？

追答

能量永远守恒 坐标系变换改变不了

追问

可是两个坐标系之间的动能差别何在？愿闻其详，洗耳恭听···

追答

以皮带为静止坐标系的话 大地都是移动的 这个动能...