如图所示,总长度为l、质量为m的均匀的绳,一段置于水平的光滑桌面上,另一段长为a垂于桌面下,当绳下滑全部离开桌面时,求重力所做的功.

问题描述:

如图所示,总长度为l、质量为m的均匀的绳,一段置于水平的光滑桌面上,另一段长为a垂于桌面下,当绳下滑全部离开桌面时,求重力所做的功.

设桌面为零势能面,开始时链条的重力势能为:E1=-

a
2
mg•
a
l

当链条刚脱离桌面时的重力势能:E2=-mg•
1
2
L
故重力势能的变化量:△E=E2-E1=;
而重力做功等于重力势能的改变量;重力势能减小,说明重力做正功;
故重力做功为:W=△E=
mg(l2a2)
2l

答:从开始到链条刚滑离桌面过程中重力做功为
mg(l2a2)
2l