我也來分析一下吧。首先滑塊和小車之間有摩擦,這是前提。否則小車不可能停回原處。
階段一,因為有摩擦,從一開始滑塊運動,到滑塊到達彈簧之前,滑塊(透過摩擦力)會推動小車往右運動。但是滑塊運動快,小車從0開始運動,慢,這樣滑塊才能相對小車繼續運動到達彈簧。
階段二,滑塊到達彈簧,它繼續相對小車向右運動,這樣會壓縮彈簧,彈簧會給滑塊向左之彈力,滑塊在這個力和摩擦力(小車給滑塊的摩擦力向左)的合力作用下繼續降速。彈簧也會給小車一個向右的彈力,小車在這個力和摩擦力(滑塊給小車的摩擦力向右)的合力作用下向右加速運動。最後滑塊會相對小車停止,此時彈簧壓縮到最短。
階段三,彈簧被壓縮到最短後,滑塊在所受彈簧彈力作用下會變成相對小車向左運動(相對地面還是向右)。此時滑塊所受彈力向坐,滑塊所受小車給滑塊的摩擦力向右(注意了),小車所受彈簧彈力向右,小車所受滑塊給小車的摩擦力向左。在這一瞬間彈力大還是摩擦力大?是彈力大,否則滑塊直接停在小車上不動了。因為彈力大於摩擦力,所以小車向右運動還是在加速。滑塊相對小車向左運動,彈力逐漸降低到0(脫離彈簧時),所以後來摩擦力大於彈力後,小車向右的運動會減速。而滑塊呢,相對小車向左,相對速度從0開始(彈簧壓縮最大時),然後達到最大相對小車向左速度(彈力等於摩擦力時;此時小車也達到相對地面最大向右速度),然後相對小車速度減慢(相對地面是在加快,因為只受向右摩擦力作用),脫離彈簧,繼續減慢,最後達到左側相對於小車停下。
滑塊什麼時候相對地面速度最慢?一開始最快,然後被摩擦力和彈力一直減速,最大壓縮彈簧的時候(此時它瞬時相對小車靜止)還在被彈力減速,相對小車往左的時候它還在相對地面減速(因為向左彈力大於向右摩擦力),直到彈力等於摩擦力的時候它才停止減速;然後被向右摩擦力加速,彈力繼續減小到0的時候它仍然相對地面被加速,然後追上小車相對地面的速度,相對小車停下。所以他相對地面最小速度的時候是它在小車上向左運動,它所受向左彈力等於向右摩擦力時(更新:此時小車相對地面的速度在一定的條件下可以是負的,就是相對地面向左運動,在別的條件下是正的,相對地面的速度是向右的)。所以A不對(此時彈性勢能不是最大)。B也不對,因為上面分析裡有“直到彈力等於摩擦力的時候它才停止減速;然後被向右摩擦力加速”,既然會被摩擦力相對地面向右加速,B就不對了。C呢,看你怎麼理解“系統機械能”。是滑塊動能+小車動能+彈簧勢能呢?這個不守恆。是1/2(滑塊質量+彈簧質量+小車質量(也就是總質量))*(滑塊和小車加權平均速度(也就是質心速度))^2呢?如果是這樣就守恆了。原因也是因為那些力都是內力。所以要麼選C,要麼都不對,看怎麼定義系統機械能了。
我也來分析一下吧。首先滑塊和小車之間有摩擦,這是前提。否則小車不可能停回原處。
階段一,因為有摩擦,從一開始滑塊運動,到滑塊到達彈簧之前,滑塊(透過摩擦力)會推動小車往右運動。但是滑塊運動快,小車從0開始運動,慢,這樣滑塊才能相對小車繼續運動到達彈簧。
階段二,滑塊到達彈簧,它繼續相對小車向右運動,這樣會壓縮彈簧,彈簧會給滑塊向左之彈力,滑塊在這個力和摩擦力(小車給滑塊的摩擦力向左)的合力作用下繼續降速。彈簧也會給小車一個向右的彈力,小車在這個力和摩擦力(滑塊給小車的摩擦力向右)的合力作用下向右加速運動。最後滑塊會相對小車停止,此時彈簧壓縮到最短。
階段三,彈簧被壓縮到最短後,滑塊在所受彈簧彈力作用下會變成相對小車向左運動(相對地面還是向右)。此時滑塊所受彈力向坐,滑塊所受小車給滑塊的摩擦力向右(注意了),小車所受彈簧彈力向右,小車所受滑塊給小車的摩擦力向左。在這一瞬間彈力大還是摩擦力大?是彈力大,否則滑塊直接停在小車上不動了。因為彈力大於摩擦力,所以小車向右運動還是在加速。滑塊相對小車向左運動,彈力逐漸降低到0(脫離彈簧時),所以後來摩擦力大於彈力後,小車向右的運動會減速。而滑塊呢,相對小車向左,相對速度從0開始(彈簧壓縮最大時),然後達到最大相對小車向左速度(彈力等於摩擦力時;此時小車也達到相對地面最大向右速度),然後相對小車速度減慢(相對地面是在加快,因為只受向右摩擦力作用),脫離彈簧,繼續減慢,最後達到左側相對於小車停下。
滑塊什麼時候相對地面速度最慢?一開始最快,然後被摩擦力和彈力一直減速,最大壓縮彈簧的時候(此時它瞬時相對小車靜止)還在被彈力減速,相對小車往左的時候它還在相對地面減速(因為向左彈力大於向右摩擦力),直到彈力等於摩擦力的時候它才停止減速;然後被向右摩擦力加速,彈力繼續減小到0的時候它仍然相對地面被加速,然後追上小車相對地面的速度,相對小車停下。所以他相對地面最小速度的時候是它在小車上向左運動,它所受向左彈力等於向右摩擦力時(更新:此時小車相對地面的速度在一定的條件下可以是負的,就是相對地面向左運動,在別的條件下是正的,相對地面的速度是向右的)。所以A不對(此時彈性勢能不是最大)。B也不對,因為上面分析裡有“直到彈力等於摩擦力的時候它才停止減速;然後被向右摩擦力加速”,既然會被摩擦力相對地面向右加速,B就不對了。C呢,看你怎麼理解“系統機械能”。是滑塊動能+小車動能+彈簧勢能呢?這個不守恆。是1/2(滑塊質量+彈簧質量+小車質量(也就是總質量))*(滑塊和小車加權平均速度(也就是質心速度))^2呢?如果是這樣就守恆了。原因也是因為那些力都是內力。所以要麼選C,要麼都不對,看怎麼定義系統機械能了。