题文
静止在水平地面上的粗细均匀的木棒长为L,质量为M,可绕固定转轴O自由转动.现用一始终垂直棒的作用力F作用于棒的一端,将木棒缓慢拉至竖直位置.则在拉起过程中,拉力F做的功为多少?
下面是某同学的
棒在拉力F作用下转过1/4圆弧,
故F做的功W=F×2πL/4=FπL/2
你认为上述解法是否正确?若正确,
请说明理由;若错误,请给出正确结果,并说明理由.
题型:未知 难度:其他题型
答案
上述解法不正确.
因为棒在缓慢拉动过程中有力矩平衡.
由FL=MgL2COSθ (θ为棒与水平面夹角)可知:
当θ逐渐增大,所以F逐渐减小,F是变力,不可直接用W=FS.
正确解法:
利用动能定理,有
WF-MgL2=0
所以WF=MgL2
答:在拉起过程中,拉力F做的功为MgL2.
解析
L2
考点
据考高分专家说,试题“静止在水平地面上的粗细均匀的木棒长为L,.....”主要考查你对 [力矩的平衡 ]考点的理解。
力矩的平衡
力矩和力偶:
①力臂:从转动轴到力的作用线的距离。
②力矩:力和力臂的乘积叫做力对转动轴的力矩,用M表示,单位牛米(N·m)。
③力偶:力学上把作用在同一物体上的大小相等,方向相反、不共线的两个平行力组成的力系称为力偶。
④力偶矩:力学中,用力偶中的任一力的大小与力偶臂的乘积再冠以相应的正、负号,作为力偶使物体转动效应的度量,成为力偶矩,用M表示,单位牛米(N·m)。
力矩的平衡条件:
有固定转动轴的物体的平衡条件是力矩的代数和等于零,即M合=M1+M2+M3+…=0。
刚体平衡的条件:
①在任何外力作用下,大小和形状不变的物体,叫做刚体。
②刚体的平衡条件是合力为零,合力矩为零,即∑F=0,∑M=0。




