物理重心一题
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发布时间：2022-04-24 23:40
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热心网友
时间：2023-10-14 23:32
1）手拿一个物体， 可以对物体施加一个力对其做功， 使其升高， 但也可以使其降低。
2）用力拉绳子的过程中， 不仅 这个外力在做功，而且 A B 两点处的拉力也在做功。因为重心发生了移动， A B 两点处的拉力 也会做功，而不是单看 A B 两点处固定无位移，而要看重心是否有位移。
3）从C到D过程中，毕竟是有速度的， 也就是外力做功，至少会有一部分转化成动能。
因此， 从做功角度分析，问题 的确很复杂。但 这个题目的设计者恰恰是希望答题人 从这个角度来分析。其结论也恰好是 重心升高。
重心的关键决定因素 是 质量的几何分布。
先做一个特例。假设 AB = 2R，且绳长恰好为 πR。绳子形成一个半圆。那么半圆的重心在距离 圆心 2R/π 处。
现在把这个半圆 拉成等腰三角形。那么重心在 距离圆心
√[(πR/2)^2 - R^2] /2
= [√(π^2 - 4) ]R/4
经计算， 2/π = 0.637 > [√(π^2 - 4)] /4 =0.606
因此， 如果是半圆的话，那么 从 C 到 D 过程， 重心升高。
题目中的绳子虽然不恰好是半圆，但可以看成无数个圆弧的叠加。不影响定性的结论。
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补：呵呵，是啊，这个题目从功能原理的角度 只能给出 模糊的回答。编题人的意图 就是希望 你给出楼上那样的回答，但不要追求得太细节。
下拉过程，如果是一个真实的过程的话，那么不可能速度为0。但是物理题目中却要求你认为速度为0，也就是当成理想情况处理。而在实际问题中，绳子从静止到有速度，再从有速度到静止。后一半的过程中，动能转化成了 绳子的弹性势能。绳子从松弛到绷紧，的确会获得弹性势能。比如撤去外力，绳子就会自己从D回到C，这就是弹性势能的作用。但是编题人 只希望你考虑理想情况，特意告诉你 绳子的长度不可变化，意图就是希望你不考虑弹性势能，同时也不考虑动能的变化。
关于 正功 负功的问题。的确如你所说，下拉力是在做负功。但与此同时，A B 处的上拉力却在做正功。如果没有A B 处拉力的存在，那么 绳子就会脱离天花板向下运动了。正功与负功 二者之和 是正还是负呢？只能做定性的分析。一个系统本来是静止着的，下拉力毕竟是付出了能量，这个能量必须有去处。所以二者之和应为正功。
热心网友
时间：2023-10-14 23:32
因为你对绳子做功，而能量不会无缘无故的增加，那么增加到哪了，就是增加了绳子的重力势能，因为重心上升，重力势能增大，所以应该是一直升。
