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處由靜止開始運動，牽引力恒為F，到達O點與緩沖器相撞（設相撞時間極短），而后他們一起運動到D點速度變?yōu)榱悖藭r發(fā)動機恰好熄滅（即牽引力變?yōu)榱悖阎愜嚺c緩沖器的質量均為m，OD相距為S，CO相距4S，賽車運動時所受地面摩擦力大小始終為
F6
，緩沖器的底面光滑，可無摩擦滑動，在O點時彈簧無形變．問：
（1）彈簧的最大彈性勢能為多少？
（2）賽車由C點開始運動到被緩沖器彈回后停止運動，賽車克服摩擦力共做了多少功？
分析：1、賽車由C到O，根據(jù)動能定理列出等式，車與緩沖器短時相撞過程根據(jù)動量守恒和能量守恒求解
2、D到O過程，根據(jù)能量守恒列出等式，再根據(jù)動能定理列出等式求解．
解答：解：（1）賽車由C到O，根據(jù)動能定理有
　　(F-
F
6
)4s=
1
2
m
v
2
0
   ①
車與緩沖器短時相撞過程根據(jù)動量守恒：mv0=2mv1②
O到D過程　　Fs-
F
6
s+
1
2
(2m)
v
2
1
=Ep③
由①②③求得：Ep=2.5Fs
（2）D到O過程，根據(jù)能量守恒得
　　Ep-
F
6
s=
1
2
(2m)
v
2
2
④
賽車從O點到停止運動根據(jù)動能定理有
　　-
F
6
s2=0-
1
2
m
v
2
2
⑤
車整個過程克服摩擦力做功　　W=
F
6
(4s+2s+s2)⑥
由④⑤⑥求得：W=
13
6
Fs
答：（1）彈簧的最大彈性勢能為2.5Fs
（2）賽車由C點開始運動到被緩沖器彈回后停止運動，賽車克服摩擦力共做了W=
13
6
Fs
點評：解決該題關鍵要分析物體的運動情況，選擇不同的研究過程運用動能定理、能量守恒求解．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

在賽車場上，為了安全起見，車道外圍都固定上廢舊輪胎作為圍欄，當車碰撞圍攔時起緩沖器作用．為了檢驗廢舊輪胎的緩沖效果，在一次模擬實驗中用彈簧來代替廢舊輪胎，實驗情況如圖所示．水平放置的輕彈簧左側固定于墻上，處于自然狀態(tài)，開始賽車在A處處于靜止，距彈簧自由端的距離為L1=1m當賽車起動時，產(chǎn)生水平向左的牽引力恒為F=24N使賽車向左做勻加速前進，當賽車接觸彈簧的瞬間立即關閉發(fā)動機撤去F，賽車繼續(xù)壓縮彈簧，最后被彈回到B處停下．已知賽車的質量為m=2kg，A、B之間的距離為L2=3m，賽車被彈回的過程中離開彈簧時的速度大小為v=4m/s，水平向右．求：
（1）賽車和地面間的動摩擦因數(shù)；
（2）彈簧被壓縮的最大距離；
（3）彈簧的最大彈性勢能．

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科目：高中物理 來源： 題型：

在賽車場上，為了安全起見，車道外圍都固定上廢舊輪胎作為圍欄，當車碰撞圍攔時起緩沖器作用．為了檢驗廢舊輪胎的緩沖效果，在一次模擬實驗中用彈簧來代替廢舊輪胎，實驗情況如圖所示．水平放置的輕彈簧左側固定于墻上，處于自然狀態(tài)，開始賽車在A處處于靜止，距彈簧自由端的距離為L1=1m．當賽車起動時，產(chǎn)生水平向左的牽引力恒為F=24N使賽車向左做勻加速前進，當賽車接觸彈簧的瞬間立即關閉發(fā)動機撤去F，賽車繼續(xù)壓縮彈簧，最后被彈回到B處停下．已知賽車的質量為m=2kg，A、B之間的距離為L2=3m，賽車被彈回的過程中離開彈簧時的速度大小為v=4m/s方向水平向右．求：
（1）賽車和地面間的動摩擦因數(shù)；
（2）彈簧被壓縮的最大距離；
（3）彈簧的最大彈性勢能．

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科目：高中物理 來源： 題型：

在賽車場上，為了安全起見，車道外圍都固定上廢舊輪胎作為圍欄，當車碰撞圍攔時起緩沖器作用．為了檢驗廢舊輪胎的緩沖效果，在一次模擬實驗中用彈簧來代替廢舊輪胎，實驗情況如圖所示．水平放置的輕彈簧左側固定于墻上，處于自然狀態(tài)，開始賽車在A處處于靜止，距彈簧自由端的距離為L1=1m。當賽車起動時，產(chǎn)生水平向左的牽引力恒為F=24N使賽車向左做勻加速前進，當賽車接觸彈簧的瞬間立即關閉發(fā)動機撤去F，賽車繼續(xù)壓縮彈簧，最后被彈回到B處停下．已知賽車的質量為m=2kg，A、B之間的距離為L2=3m,賽車被彈回的過程中離開彈簧時的速度大小為v=4m/s，水平向右．求：

(1)賽車和地面間的動摩擦因數(shù)；

(2)彈簧被壓縮的最大距離；

(3)彈簧的最大彈性勢能。

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科目：高中物理 來源：2010年廣東省高三上學期第二次月考物理試卷 題型：計算題

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處由靜止開始運動，牽引力恒為F，到達O點與緩沖器相撞（設相撞時間極短），而后他們一起運動到D點速度變?yōu)榱悖藭r發(fā)動機恰好熄滅（即牽引力變?yōu)榱悖�。已知賽車與緩沖器的質量均為m，OD相距為S，CO相距4S，賽車運動時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，在O點時彈簧無形變。問：

（1）輕彈簧的最大彈性勢能為多少？

（2）賽車由C點開始運動到被緩沖器彈回后停止運動，賽車克服摩擦力共做了多少功？

 

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