一条长为l、质量为m的均匀链条放在光滑水平桌面上,其中有三分之一悬在桌边,如图所示,在链条的另一端用水平力缓慢地拉动链条,当把链条全部拉到桌面上时,需要做多少功?

问题描述:

一条长为l、质量为m的均匀链条放在光滑水平桌面上,其中有三分之一悬在桌边,如图所示,在链条的另一端用水平力缓慢地拉动链条,当把链条全部拉到桌面上时,需要做多少功?

悬在桌边的

1
3
l长的链条重心在其中点处,离桌面的高度为:h=
1
2
×
1
3
l=
1
6
l.
它的质量是m′=
1
3
m,当把它拉到桌面时,增加的重力势能就是外力需要做的功,故有
W=△Ep=
1
3
mg×
1
6
l=
1
18
mgl.
答:当把链条全部拉到桌面上时,需要做
1
18
mgl的功.