问题
问答题
如图所示,质量为m的小球用长为l的轻绳悬挂于O点,小球静止于竖直方向上的P点.现用一水平恒力F将小球由P点移动到Q点,OQ与竖直方向成θ角.某同学认为此过程中力F所做功为W=mgl(1-cosθ).
你同意上述解法吗?若同意,说明理由;若不同意,求出你认为正确的答案,与前一种结果比较,两种求法求得的功大小有什么关系,也要说明理由.

答案
这种解法是错误的.
正确的解法为:
由功的公式可知,W′=FLcosθ=F•LPQcosθ
由几何关系可知,LPQcosθ=Lsinθ
故拉力的功为:W′=FLsinθ
W'≥W
因为W=mgl(1-cosθ)是认为力所做的功全部用来增加小球的重力势能.
实际上,小球在水平恒力作用下并不处于平衡状态,力做的功除了增加小球的重力势能,还增加了小球的动能;如果Q点是最高点,那么两者相等.
答:这种解法是错误的.此过程中力F所做功为W′=FLsinθ,且W'≥W.