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20.如图所示,质量为m的小球用长为L的细绳悬挂于O点,小球在水平力F的作用下缓慢地由P位置移到Q位置,这时,悬线偏离竖直方向θ角,求力F所做的功.

分析 小球从平衡位置P点缓慢移动到Q点,对小球受力分析,受重力、拉力F和绳子的拉力T,根据平衡条件求解出拉力的一般表达式,得出拉力为变力;再根据动能定理列式求解.

解答 解:对小球受力分析,受到重力、拉力F和绳子的拉力T,如图
根据共点力平衡条件,有:F=mgtanα,
故F随着α的增大而不断变大,故F是变力;
对小球运动过程运用动能定理,得:
-mgL(1-cosα)+W=0
故拉力做的功等于mgL(1-cosθ)
答:力F所做的功等于mgL(1-cosθ).

点评 本题关键在于拉力F是变力,求解变力做功可以根据动能定理列式求解.

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