Question

【题目】解决变力和恒力做功两个小题，然后回答问题：

(1)如图所示，一质量为m的小球用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从平衡位置P点缓慢地移动，当悬线偏离竖直方向θ角时，则水平力所做的功为多少？

(2)如上题中，用恒力F将小球从平衡位置由静止开始运动，当悬线偏离竖直方向θ角时，小球获得的速度为多少？

(3)通过该题的解答总结求力做功方法：恒力做功的求解方法。变力做功的求解方法（至少写出两种方法）。

Answer 1

【答案】（1）；（2）；（3）见解析

【解析】

(1)小球在缓慢移动的过程中，水平力F是变力，不能通过功的公式求解功的大小，根据动能定理得

所以水平力F所做的功为

(2)根据做功的定义和几何关系有

根据动能定理可知

联立可得

(3)求恒力做功可以直接根据功的定义式求解，也可以根据动能定理求解；变力做功可以利用动能定理求解，也可以根据求平均作用力的方法求解，或者利用功率求解。