Question

在賽車場上，為了安全起見，在車道外圍一定距離處一般都放有廢舊的輪胎組成的圍欄。在一次比較測試中，將廢舊輪胎改為由輕彈簧連接的緩沖器，緩沖器與墻之間用輕繩束縛。如圖所示，賽車從C處由靜止開始運(yùn)動(dòng)，牽引力恒為F，到達(dá)O點(diǎn)與緩沖器相撞（設(shè)相撞時(shí)間極短），而后他們一起運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)速度變?yōu)榱悖�此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)恰好熄滅（即牽引力變?yōu)榱悖�。已知賽車與緩沖器的質(zhì)量均為m，OD相距為S，CO相距4S，賽車運(yùn)動(dòng)時(shí)所受地面摩擦力大小始終為，緩沖器的底面光滑，可無摩擦滑動(dòng)，在O點(diǎn)時(shí)彈簧無形變。問：

（1）輕彈簧的最大彈性勢能為多少？

（2）賽車由C點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到被緩沖器彈回后停止運(yùn)動(dòng)，賽車克服摩擦力共做了多少功？

 

Answer 1

【答案】

（1）賽車由C到O，有　　         

車與緩沖器短時(shí)相撞過程根據(jù)動(dòng)量守恒：  

O到D過程　　          

聯(lián)立上面三個(gè)方程解得：               

（2）D到O過程，有　          

賽車從O點(diǎn)到停止運(yùn)動(dòng)　　     

車整個(gè)過程克服摩擦力做功　　 

聯(lián)立上面三個(gè)方程解得：                 劉文遷

【解析】略