物理疑问 做功与能量变化

Question

手拉弹簧拖一物体水平运动,弹簧既做正功（对后面拖着的物体）又做负功（对 手）且大小相等，那为什么弹簧的弹性势能还增加呢？

Answer 1

弹簧对手做负功，即手对弹簧做正功W1，等于手的拉力乘以手的位移。
弹簧对物体做的功W2等于弹簧的拉力乘以物体的位移。
假设是缓慢运动，忽略动能；假设是轻弹簧，手的拉力和弹簧拉力大小相等；假设是在光滑的水平面上拉动，忽略摩擦力的影响。
弹簧能对物体施加拉力，弹簧必定被拉长，所以手的位移大于物体的位移。于是W1＞W2。
被拉长的弹簧储存弹性势能Ep。Ep=W1-W2 >0

Answer 2

1

Answer 3

只是力大小相等，做的功并不等。因为作用点的位移（可认为是弹簧的两端点）并不同，对手做的负功多于拉物体做的正功，正是这个差值使弹性势能增加了。

Answer 4

弹簧对物体做的正功和手对弹簧做的功不相等，在物体运动之前弹簧一定要发生形变，所以手做的功一部分使物体运动另一部分用于增加弹簧弹性势能