如图所示,一根长为L的木棒的B端放在截面直径为D的圆柱体上,使木棒保持水平,用水平恒力F推木棒的A端,使圆柱体在水平地面上向前匀速滚动,设木棒与圆柱体、圆柱体与地面间均无滑动现象,当把木棒从图甲位置推至图乙位置时,推力F做的功为( )
A. B.F(L+πD)
C.2FL D.2F(L+2πD)
答案:C
解析:
力F做功可以看成:对木棒的功加上对球做的功:
(1)对木棒的做的功:位移s1等于木棒的长度L,由W=Fs,得
W1=FL;
(2)再看对球做的功:①木棒和球、球和地面没有滑动摩擦,只有滚动摩擦,所以球的位移s2就等于球转动的圈数,球转动的圈数又等于木棒的长度L;
②由于推动过程是匀速运动,所以木棒和球的受力都是平衡的。木棒的推力F等于球对木棒的摩擦力,木棒对球和球对木棒的摩擦力是一对相互作用力,两力是相等的,所以球受到的力也为F;
由W=Fs,得
w2=FL;
(3)F做得总功
W=w1+w2=2FL;
故选:C。
微信扫码关注三人行问答社区 公众号