物理重心一题一质量均匀且不可伸长的绳索重为G,A,B两端固定在天花板上,今在最低点力C施加一竖直向下的力将绳拉到D点,在

物理重心一题
一质量均匀且不可伸长的绳索重为G,A,B两端固定在天花板上,今在最低点力C施加一竖直向下的力将绳拉到D点,在此过程中绳索AB的重心高低将怎样变化?
一直升或降;
还是先降后升;始终不变; 为什么?
下面是图,别嫌难看
http://hi.baidu.com/%C0%F5%C9%EE%C1%D6%D9%E2%BE%AA%B2%E3%E1%DB/album/item/c86200f22c28f1d00b46e008.html
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我还不懂,能量为什么是增加呢?如果重心上升,那么人的拉力和绳子重力都做负功,绳子的拉力做正功,怎么知道绳子能量增加了?
如果拉绳子到d点时,那么之前的动能都哪去了?
elusory你一分析,我更晕了
xp_rain 1年前 已收到2个回答 举报

lmhf 幼苗

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这个题目 的答案,其实就是楼上的回答.但总觉得让人不太放心.比如,
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 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: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.
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.

1年前

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llss123 幼苗

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个人觉得是升,如果不分析太细节的话,比如是绳子是匀速到达D点。
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。

1年前

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