动能定理合外力包括重力吗-动能定理外力包括重力吗

动能定理这事儿啊，说白了就是看“能量”如何转。你细想下，要是只有一辆车在平路上跑，那重力就像个隐形人，它既没推着车也不把它往下拉，只要车水平直线匀速动，重力就彻底不管这出戏。
要是车要上下坡，那重力就成了主角之一，它把车给“拽”下来了，要么给“顶”上去，这时候动能的变化可就不只是看速度了，得跟重力吵一架。
故此合外力里，重力压根儿不是凑数，它要是参与做功，那动能定理就得给它留个面子。 说到动量变换，得先搞清几个概念。合外力既然是推动物体状态的总管家，那重力要是让它加速下落，那合外力里绝对得包含它。可你若是在光滑冰面上滑滑板，重力压根没动滑板的速度，那它就不算在“有效”合外力里。
这就好比你吃火锅，锅底是火，香味是汤，但要是你这锅要是放在真空的忒空站里，火再旺，汤味也搭不上，对吧？动能定理里的合外力，实际上就是所有能“推着”物体运动要么“拖着”物体移动的那些力的合力。 举个例子，扔个铅球。你把它抛出去，用了拉力让它飞，但这拉力是斜向上的，它实际上有水平分量和竖直分量。水平分量让球持续往前冲，竖直分量让球向下落。
什么的，那重力呢？重力就是把你拽向地面的那股劲儿。扔球后，重力和空气阻力这对“冤家”启动干活了。在上升阶段，重力把球往下拉，动能在慢慢流失；到了最高点，速度最小，动能也最低。下落时，重力又帮腔了，把球往上推，动能又回来了。
这时候你算总账，动能的变化量，实际上就是重力做的功加上空气阻力做的负功（负的，出于阻力是阻碍的）。
要是你忽略空气阻力，那重力做的功就等于动能的变化，再加上阻力做的功，这加起来正好等于合外力做的功。再想想过山车，它沿着轨道跑，轨道给的弹力是垂直于运动方向的，这就好比推着你走直线的车，别看用力，但不转变你的速度大小，只转变方向。
故此过山车各段之间的速度变化，主要是重力、摩擦力和轨道支撑力共同功能的结局，弹力做的功为零，不参与动能变化。 实际上大量时候，我们认定重力一直参与，是出于我们习惯把它看作地球上的主角。但在国际单位制下，力是矢量，功也是矢量，它们都有方向。重力可能做正功，也可能做负功，这取决于物体的运动方向跟重力方向的夹角。
要是物体上升，重力做负功，动能削减；要是物体下降，重力做正功，动能增添。
哪怕物体在水平面上做匀速圆周运动，重力依然在做功（做负功），出于位移在竖直方向上有分量。
这时候动能定理还得跟重力讨价还价，它的贡献就是动能削减的那一块。 再讲讲实际应用，比如电梯。电梯上升时，拉力向上，重力向下。
要是电梯匀速上升，那合力为零，拉力等于重力。
这时候拉力做的正功，重力做的负功，两者抵消，动能不变。但要是电梯加速上升，拉力就要大于重力了，拉力做正功更多，重力做负功少一点，合外力就是那个“帮忙”拉动的推力。电梯下降加速，拉力可能小于重力，拉力做负功，重力做正功，合外力就是那个“帮忙”拉下来的推力。电梯暂停下降，拉力做负功，重力做正功，合外力是阻力。 还有种情况，比如车上坡。发动机供给拉力，重力向下。
要是油门踩到底但坡挺陡，重力做的负功可能比拉力做的正功大得多，车子反而减速。
这时候动能定理就得重新审视：动能的变化 = 拉力做的正功 - 重力做的负功 - 阻力做的负功。
要是这三项加起来，动能是正的，说明车子在加速；要是动能是负的，车子可能在减速。
这时候重力就是个“减分项”，它越重，上坡越费劲，动能增添得就越慢。 实际上这就回到了本质。合外力就是所有外力的矢量和。重力作为地球对物体的吸引力，只要物体跟地球有重力功能，它就在合外力之列。它的功能是转变物体在竖直方向上的运动状态。
要是物体在水平面飞行，比如飞机巡航，重力让它保持姿态，但不转变速度大小，故此合外力在水平方向分量为零，竖直方向分量被加速度抵消了，但这并不意味着重力不存有，只是它在合力中“隐身”了，表现为加速度为零。
不过，飞机受到的空气阻力、机翼升力归于内力吗？不，升力是机翼与空气的相互功能，归于外力。
要是飞机匀速直线飞行，升力和阻力平衡，总外力为零，合外力做功为零，动能不变。
这时候重力依然在做功（负功），但空气阻力、升力和重力这三者合力为零，总功也为零。
故此，重力是否参与合外力做功，取决于它是否参与了向物体运动方向做的功。
要是重力方向与位移方向有夹角，它就在做正功或负功，这就意味着合外力确实包含了它。 总而言之，动能定理是个大局观，它不看单个力，看总效应。合外力自然包含重力，要不就你特别限定在某种理想化场景下，比如只寻思水平方向的运动，要么把重力视为已经通过其他方式平衡了。但在绝大多数物理情境里，重力都是那个默默转变能量收支的大户。
故此，只要你打开牛顿定律，你会发现合外力 = 所有外力的矢量和，重力只是其中之一。