Question

一根质量分布不均匀的金属拉链条重30 N，长1 m，盘曲在水平地面上，当从链条的A端慢慢提起链条到使它的另一端B恰好离开地面，需做功12 J，若改从B端慢慢提起链条A端恰好离开地面需要做功多少？此过程中链条的重力势能如何变化？

Answer 1

答案：
解析：

解析：明确重力做功特点及其与重力势能变化间的关系是寻找解题思路的立足点，在慢慢提起链条的过程中，合外力对链条做功为零，则由外力做功多少可求重力做的负功，从而最终据重力做功与重力势能变化关系求得重力势能变化． 　　“慢慢提起链条”即提起过程中链条的动能不变化，ΔEk＝0，研究从A端提起链条过程：向上提起的外力做功WF＝12 J，重力做功WG，依动能定理有WF＋WG＝ΔEk＝0，得WG＝－WF＝－12 J 　　设链条重心距B端的长度为hb，则有WG＝－mghb 　　以上两式联立得hb＝m＝0.4 m 　　设从B端恰好提起全链条需做功，则依题意，需克服重力做功 　　＝mgha＝30×(1－0.4)J＝18 J 　　依动能定理有－＝0 　　则＝＝18 J 　　根据重力做功与重力势能变化的关系可知，从B端将盘曲在水平面的链条提起至其A端恰好离开地面，重力做－18 J的功，重力势能(比在水平面上)增加了18 J． 　　故从B端将盘曲在水平面的链条提起至其A端恰好离开地面，重力做－18 J的功，重力势能(比在水平面上)增加了18 J． 　　方法归纳　注意此处空半格求解非质点物体重力做功及重力势能变化问题时，准确地确定重心位置是关键环节．