首先,根据
动能定理:所有力
做功的代数和等于物体动能的变化量,这个所有力做的功就包括了重力做的功和弹簧的弹力做的功,因此重力攻和弹簧的弹力攻是会改变物体的动能的。假如不考虑其它力做的功(或者说其他力做功的代数和为0),则重力做的攻就等于动能的变化量:若重力做正功为mgh,动能将增加mgh,若重力做功为-mgh,动能将减小mgh。
其次,根据动力势能的定义式可知,重力做的功等于
重力势能变化量的负值。比如物体下降的高度为h,重力做功为mgh,重力势能将减小mgh,若重力做功为-mgh,重力势能将增加mgh,在结合上面关于动能定理的讨论可知:在其他力做功的代数和为0的情况下,若重力做功为mgh,则动能增加mgh,重力势能减小mgh,也就是重力势能转化为动能;反之,若重力做功为-mgh,则动能将减小mgh,重力势能将增加mgh,也就是动能转化为重力势能。因此重力做功的效果是:实现了动能和重力势能之间的转化,但由于动能和重力势能都是
机械能,因此机械能是保持不变的,也就是说,重力做功能改变机械能。
实际上,物理学上对重力势能大小的定义,是从重力做功和重力势能大小的改变量之间的关系开始的。也就是说先有了重力做的功等于重力势能变化量的负值,才有了重力势能大小的定义式。换句话说,先考虑到了重力做功和重力势能的关系,才能定义重力势能的大小。(想一想老师上课的时候是如何引入重力势能的大小的定义式的}
关于弹簧的弹力做功与
弹性势能的变化和动能的变化的关系是类似的,不再赘述。
同样的道理,根据动能定理,再结合除了重力和弹簧弹力之外的其它力做功与其它能量变化的关系,可以得出:对于一个质点来说,除了重力和弹簧弹力之外的其它力做功的倒数和不为0,该质点的机械能必然发生了变化。