基本信息
[例题1] 用力将重物竖直提起,先是从静止开始匀加速上升,紧接着匀速上升,如果前后两过程的时间相同,不计空气阻力,则[ ]
a.加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大
b.匀速过程中拉力的功比加速过程中拉力的功大
c.两过程中拉力的功一样大
d.上述三种情况都有可能
[思路点拨] 因重物在竖直方向上仅受两个力作用:重力mg、拉力f.这两个力的相互关系决定了物体在竖直方向上的运动状态.设匀加速提升重物时拉力为f1,重物加速度为a,由牛顿第二定律f1-mg=ma,
匀速提升重物时,设拉力为f2,由平衡条件有f2=mg,匀速直线运动的位移s2=v·t=at2.拉力f2所做的功w2=f2·s2=mgat2.
[解题过程] 比较上述两种情况下拉力f1、f2分别对物体做功的表达式,不难发现:一切取决于加速度a与重力加速度的关系.
因此选项a、b、c的结论均可能出现.故答案应选d.
[小结] 由恒力功的定义式w=f·s·cosα可知:恒力对物体做功的多少,只取决于力、位移、力和位移间夹角的大小,而跟物体的运动状态(加速、匀速、减速)无关.在一定的条件下,物体做匀加速运动时力对物体所做的功,可以大于、等于或小于物体做匀速直线运动时该力做的功.