Question

如圖所示，在光滑的水平面上有一質量為M=2m的L型小車，車子的右壁固定有一個處于鎖定狀態的壓縮輕彈簧，彈簧中儲存的彈性勢能為E_p，彈簧處于自然狀態時將伸長到O點，小車在O點的右側上表面光滑而左側上表面粗糙且足夠長，小車上有一質量為m的物塊A，剛好與彈簧接觸但不連接，在地面上有一固定的擋板P，P與小車右端接觸但不粘連。在某一時刻，彈簧突然解除鎖定，求：
（1）物塊A與彈簧分離時的速度v₀；
（2）小車運行的最大速度v；
（3）系統克服摩擦而產生的熱量Q。

Answer 1

（1）
（2）
（3）

（1）對A和彈簧有： 
（2）對系統由動量守恒得：
（3）對系統由能量守恒得：