问题
问答题
如图所示粗细均匀的木棒长为L,质量为M,可绕固定转动轴O自由转动,现用水平力F作用于木棒的下端将木棒从竖直位置缓慢拉起,并转过θ角度,则在拉起的过程中,拉力F做的功为多少?
某同学解法为:
木棒与竖直位置成θ时,木棒所受的力矩平衡 Mg Lsinθ/2=F Lcosθ,
得到F=Mgtgθ/2
从竖直位置缓慢拉起的过程中,拉力F从0变化到Mgtgθ/2,
拉力F的平均值
=Mgtgθ/4. F
拉力作用点在力F方向上的位移是 S=L sinθ
根据W=FS 解得:拉力F 做的功:WF=Mg L sinθtgθ/4
所以在拉起的过程中,拉力F做的功为WF=Mg L sinθtgθ/4,
你认为他的解法是否正确?若正确,请说明理由;若错误,也请说明理由,并且解出正确的结果.

答案
不正确
沿水平方向F力不是均匀地增加,所以不能用力的算术平均值来计算此力所做的功.
正确解法:根据动能定理得:
WF+WG=0
WG=-Mg△h=-
MgL(1-cosθ)1 2
∴WF=
MgL(1-cosθ)1 2