Question

一道高二物理题，求高手解决我读题问题。。。

光滑水平面上有一长木板，长木板的上表面也是水平光滑的，右端用细绳拴在墙上，左端上部固定一轻质弹簧。质量为m的铁球一某一初速度V0，在木板的上表面上向左匀速运动，铁球与弹簧刚接触时绳子绷紧，小球的速度仍与初速度相同。弹簧被压缩后，铁球的速度逐渐减小，当速度减小到初速度的一半时，弹簧的弹性势能为E，此时细绳恰好被拉断（不考虑该过程中能量损失），此后木板开始向左运动。

。。。为什么绳子断了木块就会向左运动，断之前难道是向左运动吗？如果没有不是已经靠着墙了吗，怎么向左运动。。。如果不是的话为什么一断绳子就会改变运动方向

Answer 1

木块是光滑的，地面也是光滑的，小球开始以初速度V0向左做匀速直线运动（因为没有摩擦力，在水平方向，系统不受力），当弹簧与小球接触后，弹簧开始被压缩，弹簧对小球有向右的力，对木板则有向左的力，这两个力等大反向，是一对相互作用力，这个时候假设没有绳子拉着木块，那么木块将和小球一起向左运动，因此绳子对木板有向右的拉力，阻止木块向左运动，即绳子拉着木块时，木块是静止的，小球任然向左运动，将动能转化为弹簧的弹力势能，当速度减小到初速度的一半时，细绳恰好被拉断，这个时候小球任然有速度V0/2，而弹簧任然处于压缩状态，对小球有向右的力，对木板有向左的力，由于木板初速度为0，那么绳子断了后，木板运动的方向就是它受力的方向，因此木板向左运动。
绳子断之前，木板并没有运动，只有小球运动，木板是静止的，木板的运动状态是由受力决定的，小绳的拉力是可以变化的，随着弹簧对木板的弹力增大，拉力也逐渐增大，直到达到绳子的临界拉力，绳子就绷断了。

Answer 2

断之前，弹簧和木块动，所受合力为0，现在突然断了，所受合力不等于0，所以要向左运动。

（1）小球开始运动时的初速度：
1/2m×v0×v0 = 1/2m ×1/2×v0×1/2×v0 + E
所以：V0 = 根号8E/(3M)
（2）木板开始运动后，由于铁球速度大于木板速度，所以，弹簧继续压缩，直到铁球速度和木板速度一致，此时弹簧最大压缩。根据动量守恒（系统内部作用力）：
m×1/2 v0 = (m+M)v2,求得:V2 =mV0/(m+M)÷2
根据机械能守恒
此时：1/2m×v0×v0 = E最大 + 1／2 （m+M) V2×V2
E最大 = m×v0×v0×[1/2-m/（8 m +8M）]

(3) 第三题还没有想清楚，等想好了再做。

Answer 3

断之前是木板静止的 小球想左运动 后来向左运动是因为小球撞到了弹簧 给了弹簧一个冲量 所以
他们一起向左运动 当小球速度与木板速度相同时 弹性势能最大
这样的题又动量守恒很容易做的

Answer 4

改变运动方向的判断很可笑，题目根本没有说绳子断之前木块向右移动。你是否有认真阅读让我怀疑。
木板初始速度是0，也就是静止不动。球向左运动，自身拥有动能，当与弹簧碰撞，球的动能转化给了板块，因此木块有了向左的运动趋势。

追问

是不是因为两个物体之间没有摩擦就不存在因为两者之间的作用力使木块获得向右的速度，而后面木块的速度改变是弹簧锁影响的。。。
我之前是看错题了，我以为左边那条竖线也是墙

追答

整道题没有看到能使木块向右运动的力量，木块的速度改变是受到球的撞击，就好像你站那不动，被别人撞到一样。两个物体之间除了摩擦力能互相作用，直接的撞击力，万有引力，电磁力都可以互相影响，题目中木块与周边没有摩擦力，并且是个理想的简单模型，因此忽略了其他力，在无外力施加时，相对周边静止不动。