问题
选择题
如图所示,一根长为L的木棒的B端放在截面直径为D的圆柱体上,使木棒保持水平,用水平恒力F推木棒的A端,使圆柱体在水平地面上向前匀速滚动,设木棒与圆柱体、圆柱体与地面间均无滑动现象,当把木棒从图甲位置推至图乙位置时,推力F做的功为( )
A.FL 2
B.FL+πD
C.2FL
D.2FL+2πD
答案
力F做功可以看成:对木板的功加上对球做的功:
(1)对木板的做的功:位移s1等于木板的长度L,由W=Fs,得W1=FL;
(2)再看对球做的功:①木板和球、球和地面没有滑动摩擦,只有滚动摩擦,所以球的位移s2就等于球转动的圈数,球转动的圈数又等于木板的长度L;
②由于推动过程是匀速运动,所以木板和球的受力都是平衡的.木板的推力F等于球对木板的摩擦力,木板对球和球对木板的摩擦力是一对相互作用力,两力是相等的,所以球受到的力也为F;
由W=Fs,得 w2=FL;
(3)F做得总功 W=w1+w2=2FL;
故选C.