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.