Question

高中物理，如图。想知道为什么机械能守恒，还有第三问的解答~?(烦细讲，辛苦)

Answer 1

1.撤去F后，左边墙壁仍有水平向右的弹力F’，故系统动量不守恒。

2.以A为研究对象，水平方向受力分析，守水平向左弹簧弹力Fn和水平向右F’作用，在A离开墙壁开始运动之前，二力平衡，保持静止，F’不做功，离开墙壁之后，F'消失。对于AB系统而言，墙壁弹力F'不做功，系统机械能守恒。
B的最大速度应在A将动未动，弹簧恢复原始长度之时，此时8j机械能全部为B动能。有1/2*mbv^2=8J 得到v=2.828m/s

3.A离开墙壁后，系统水平方向不受力，故动量守恒。为mbv=5.656kgm/s
当弹簧具有最大弹性势能时，AB应有相同速度故有（ma+mb）v'=mbv 得到v’=1.131m/s
机械能守恒Ek+Ep=8J
Ek=0.5*（ma+mb）v’^2=3.2J
Ep=4.8J

Answer 2

只有重力或者弹力做功时机械能一定守恒，这道题只有弹力做功，因此机械能一定守恒。但是由于A一开始有墙壁对它的阻挡，相当于外力不为0，动量就不守恒。但是一旦A离开了墙壁，此时系统合外力就为0，动量就守恒了。
当撤去F后，B在向右的弹力作用下会加速运动，使得弹簧的形变量减小，弹力减小。所以B做加速度减小的加速运动。直到弹簧恢复原长时，加速度为0，速度最大。此时A不受力，仍静止，弹簧在原长，弹性势能为0，系统只有B的动能。由题意，mBv²/2=8，得v=2√2m/s。
虽然这个时候弹簧为原长，B不受弹力。但因B有向右的速度v，会保持向右运动的趋势，从而拉伸弹簧。这样一来B受到向左的弹力，A受到向右的弹力，于是A离开墙壁。从这个时候开始，系统动量就守恒了，并且当弹性势能最大的时候，系统的动能最小，即AB共速。
由动量守恒，mBv=(mA+mB)v共，v共=4√2/5m/s。由能量守恒，Ep+1/2*(mA+mB)v共²=1/2*mBv²=8
解得Ep=4.4J

Answer 3

过程如下，希望对你有帮助。

追问

为什么AB共速时弹性势能最大，这时刻的形变量不是为0么？那应该是弹性势能最小的时候啊