关于能量守恒和做功的问题，百思不得其解。忘大神帮助。

Question

一个站在高处的人，通过定滑轮拉着物体，假设定滑轮没有摩擦力，当人拉物体不动的时候，为了维持物体不下落，人消耗的能力假设为10J，那么人拉着物体匀速上升的时候，此时人消耗的能量应该大于10J，因为物体升高，重力势能增加，那么为什么人对物体的作用力大小一样，而人消耗的能量会增加呢？

Answer 1

第一，为了维持物体不下落，也就是说物体此时处于静止状态，没有位移。既然没有位移，人为什么会做功？
第二，如果你匀速拉动物体上升，这时候因为物体有位移了，所以拉力做功，人要消耗一部分身体的化学能转化为物体的机械能。追问

但是人给予物体的是一个同样大小的力，相同大小的力应该消耗的能量是一样的。这个如何解释呢？

追答

第一种情况下人没有做功好吗？功是能量转化的量度，但是功这个物理量不仅跟力有关，还跟位移有关。如果位移为0，不管你再怎么花力气，你做的功都是0，物体的能量不会发生任何变化。

而且哪怕物体有位移，只要位移和力的方向是垂直的，那你的做功也是0。这些都是最基本的概念，你先把概念弄清楚再来讨论题目吧

追问

你是基于物理的公式来回答我的问题，这些我都知道的，用公式我也会，我想表达的是，用相同的力来维持匀速直线运动，或者静止状态（静摩擦力），人使用的力大小一样，人消耗的能量应该也是一样的。但是对于物体来说，一种情况下物体的重力势能变多，物体总能量增加，而一种情况下物体的重力势能不变，物体的总能量不变。那就违背了能量守恒了。

追答

所以你所谓的力的大小一样则消耗的能量一样，这句话有什么依据吗？讲话要凭真凭实据，不要自己想当然，自己觉得是这样

追问

我想不通，人给的力大小是一致的，维持这个力所需要的能量为什么会不同呢？能否用能量守恒定理来解释一下，谢谢

追答

是你认为他们相同，这是你的主张，自然需要你来证明。为什么你主张的事情让我来帮你推翻？

而我主张力相等但是做功不等，我也已经用物理公式把功的定义式告诉了你功不仅和力有关也和位移有关。

你现在要做的是找到论据证明你的观点，以及找到论据来推翻我的观点，而不是把锅甩给我，让我帮你证明你的想法是错的OK？

追问

谢谢，人手上下拉动会产生更大的能量，才能使用物体的势能增加，qmxan的回答更加贴切一点，让我更加容易理解，不过还是很感谢你的解答。thank u。

Answer 2

1能量守恒定律注重各种运动形式中能量的转化,大自然的能量是恒定不变的,每一次做功都包含着能量的转变,但是转化和传递过程中能量是恒定不变的。在物理学习中,“能量守恒定律”适用于机械能守恒、机械能和势能守恒、动能和电势能守恒等,各种形式能量之间是等量转换,运动过程中总能量是恒定的。做功过程中能量守恒定律的应用条件。
机械能守恒的条件是:除了重力做功之外,没有其他形式的物体做功,在实际的做功过程中,物体收到了来自其他外力的作用,这些外力的代数和为零则可以认为只有重力做功存在,是满足机械能守恒的前提条件的。在大多数做功问题的解决中,我们默认的机械能守恒的条件是排除了重力作用的影响,能量守恒定律的研究要限定在一定的系统内,如果系统内是单个物体做功,我们要考虑是否有重力做功的影响,在探究机械能是否存在守恒,而体系内如果有多个物体进行作用,我们还要把摩擦力和介质阻力纳入到做功对象中。
做功是能量转变的量度,系统中物体做功量等于能量的转化量,假设两个物体之间发生了相对滑动,产生了摩擦热,机械能转变为内能,通常而言,摩擦产生的热量大小和两物体相对互动做功是相同的,滑动的程度越大,其能量转化就会越多,相反则能量转化较少,我们可以根据系统中做功产生的能量变化来表示内能的变化,这是能量守恒定律在解答这一类问题中的妙用。
“能量守恒定律”是物理学科中的基础定律,在物理学习中广泛应用,尤其是在做功问题的解答中,这一定律必不可少,是完成题目解答的关键定律。因此,我们在应用这一定律解答做功问题时,要注重对分析系统的选择,选定的系统中能量变化是守恒的,灵活运用机械能、内能和势能的变化量守恒,正确应用这一定律,提高物理难题的解答速率和准确性。追问

这两种情况人消耗的能量是否相同？如果不同的话，人给的力大小是一致的，维持这个力所需要的能量为什么会不同呢？能否用能量守恒定理来解释一下，谢谢

Answer 3

维持物体不上不下，需要肌肉提供力量，这个力量是由骨骼肌蛋白质丝在ATP提供能量的情况下产生的，就是说，人虽然没有对物体做功，但能量还是要消耗的。当人拉着物体上升时，需要在原来维持平衡的基础上，骨骼肌提供更大的力量才能实现，即需要另外加上人对物体做功消耗的能量。

Answer 4

物理学的做功必须满足两个必要条件：
作用在物体上的力和物体在力方向上通过的距离。
拉着物体不动：有力没有通过距离，没有做功。
从能量守恒的角度看：物体的机械能没有改变，物体的机械能是守恒的。
分析人的生物能，也遵循能量守恒定律：即使没有对物体做机械功，由于用了力，肌肉伸展张紧需要消耗能量，只是这种能量没有转移到物体上。追问

那在维持物体不动和使物体匀速上升这两种过程中，人消耗的能量是一样的吗？

追答

应该不一样，人对外消耗能量是一个复杂的过程，维持物体不动和拉升物体，人体活动情况是不一样的。

追问

但是人给的力大小是一致的，维持这个力所需要的能量为什么会不同呢？能否用能量守恒定理来解释一下，谢谢

追答

人体的生物能可以通过各种途径对外释放，不能简单的用机械功的定义来分析，但一定遵循能量守恒定律

Answer 5

物理中的功和生活中说的不一样，物理中的功是力和力方向上位移的乘积。首先要有力，物体在力作用下要有位移，力和位移还不能垂直，这三个条件缺一不可。人拉着物体不动，人对绳子有力的作用，但这个力的作用点没有位移，因此这个力不做功。追问

这两种情况人消耗的能量是否相同？如果不同的话，人给的力大小是一致的，维持这个力所需要的能量为什么会不同呢？能否用能量守恒定理来解释一下，谢谢