Question

如图，为什么引力会做功？做功不是要在力的方向上有位移才行吗

D选项

Answer 1

D选项是错误的。
先说一下一个力做功的条件（课本上的说法）：物体在力的方向上发生了位移，就称这个力对物体做了功。
上面的表达意思的正确理解是：
当力和位移在同一直线上时，这个力肯定对物体做了功（你可能是只有这种理解吧）。
当力和位移不在同一直线时，就要把位移正交分解在该力方向与垂直该力方向上，若在该力方向上能有分位移（说明在力的方向上发生了位移——分位移也是“位移“），同样是力对物体做了功。（注：有时用力和速度方向关系判断该力是否做功更方便）
再回头看行星绕太阳在椭圆轨道上的运动过程，只有在椭圆的两端（类似近地点和远地点）处，引力不做功，其他地方力和位移（速度）方向不是垂直关系，所以在引力方向总有（分）位移发生的，即引力是做功的（正功或者负功）。

Answer 2

椭圆运动,不是圆周运动,引力和速度之间不垂直,所以一定会做功.

Answer 3

注意，是行星在“椭圆”轨道上绕太阳运动。由远日点向近日点运动时，行星离太阳更近了，即太阳的引力做了正功，反之则做了负功。

Answer 4

对于做椭圆轨道的天体,它和太阳之间的距离不断改变.
根据势能的定义Eu=-GMm/r
天体的距离每时每刻都在变化,那么天体的在每时每刻也会发生变化,为什么势能会发生变化?因为太阳引力作功将能量在势能和动能之间来回转换.