Question

【題目】解決變力和恒力做功兩個小題，然后回答問題：

(1)如圖所示，一質量為m的小球用長為l的輕繩懸掛于O點，小球在水平力F作用下，從平衡位置P點緩慢地移動，當懸線偏離豎直方向θ角時，則水平力所做的功為多少？

(2)如上題中，用恒力F將小球從平衡位置由靜止開始運動，當懸線偏離豎直方向θ角時，小球獲得的速度為多少？

(3)通過該題的解答總結求力做功方法：恒力做功的求解方法。變力做功的求解方法（至少寫出兩種方法）。

Answer 1

【答案】（1）；（2）；（3）見解析

【解析】

(1)小球在緩慢移動的過程中，水平力F是變力，不能通過功的公式求解功的大小，根據動能定理得

所以水平力F所做的功為

(2)根據做功的定義和幾何關系有

根據動能定理可知

聯立可得

(3)求恒力做功可以直接根據功的定義式求解，也可以根據動能定理求解；變力做功可以利用動能定理求解，也可以根據求平均作用力的方法求解，或者利用功率求解。