8.3 動(dòng)能和動(dòng)能定理（解析版）-高一物理同步講義（人教版）

8.3動(dòng)能和動(dòng)能定理【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．理解動(dòng)能的概念2．知道動(dòng)能的定義式，會(huì)用動(dòng)能的定義式進(jìn)行計(jì)算3．理解動(dòng)能定理及其推導(dǎo)過(guò)程，知道動(dòng)能定理的適用范圍【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】1．動(dòng)能的概念2．動(dòng)能定理及其應(yīng)用【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】對(duì)動(dòng)能定理的理解知識(shí)點(diǎn)一、動(dòng)能的表達(dá)式1.動(dòng)能:物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能2.表達(dá)式：Ek=mv2，其中v是瞬時(shí)速度單位：焦耳3.特點(diǎn)(1)具有瞬時(shí)性，是狀態(tài)量，與某一時(shí)刻(或位置)相對(duì)應(yīng)。(2)具有相對(duì)性，選取不同的參考系，同一物體的動(dòng)能一般不同，一般是指相對(duì)于地面的動(dòng)能。(3)矢標(biāo)性：是標(biāo)量，沒(méi)有方向，Ek≥0。4.動(dòng)能的變化量（1）末狀態(tài)的動(dòng)能與初狀態(tài)的動(dòng)能之差，即。（2）動(dòng)能只有正值，沒(méi)有負(fù)值，但動(dòng)能的變化量卻有正有負(fù)。（3）動(dòng)能的變化量是過(guò)程量，△Ek＞0，表示物體的動(dòng)能增加；△Ek＜0，表示物體的動(dòng)能減少。知識(shí)點(diǎn)二、動(dòng)能定理1.內(nèi)容：力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體做的功，等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化。2.表達(dá)式：（1）表示物體的末動(dòng)能（2）表示物體的初動(dòng)能（3）W表示物體所受合力做的功，或者物體所受所有外力對(duì)物體做功的代數(shù)和。3.適用范圍（1）動(dòng)能定理既適用于求恒力做功，也適用于求變力做功。（2）動(dòng)能定理及適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)1．判斷下列說(shuō)法的正誤．(1)某物體的速度加倍，它的動(dòng)能也加倍．(×)(2)兩質(zhì)量相同的物體，動(dòng)能相同，速度一定相同．(×)(3)合外力做功不等于零，物體的動(dòng)能一定變化．(√)(4)物體的速度發(fā)生變化，合外力做功一定不等于零．(×)(5)物體的動(dòng)能增加，合外力做正功．(√)2.如圖所示，質(zhì)量為m的物塊在水平恒力F的推動(dòng)下，從粗糙山坡底部的A處由靜止運(yùn)動(dòng)至高為h的坡頂B處，并獲得速度v，A、B之間的水平距離為x，重力加速度為g，則重力做功為_(kāi)_____，恒力F做功為_(kāi)_______，物塊的末動(dòng)能為_(kāi)_______，物塊克服摩擦力做功為_(kāi)_______．答案－mghFxeq\f(1,2)mv2Fx－mgh－eq\f(1,2)mv2知識(shí)點(diǎn)一、動(dòng)能和動(dòng)能定理1．動(dòng)能概念的理解(1)動(dòng)能的表達(dá)式Ek＝eq\f(1,2)mv2.(2)動(dòng)能是標(biāo)量，沒(méi)有負(fù)值．(3)動(dòng)能是狀態(tài)量，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)．(4)動(dòng)能具有相對(duì)性，選取不同的參考系，物體的速度不同，動(dòng)能也不同，一般以地面為參考系．2．動(dòng)能定理(1)在一個(gè)過(guò)程中合外力對(duì)物體做的功或者外力對(duì)物體做的總功等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化．(2)W與ΔEk的關(guān)系：合力做功是物體動(dòng)能變化的原因．①合力對(duì)物體做正功，即W>0，ΔEk>0，表明物體的動(dòng)能增大；②合力對(duì)物體做負(fù)功，即W<0，ΔEk<0，表明物體的動(dòng)能減?。虎廴绻狭?duì)物體不做功，則動(dòng)能不變．(3)物體動(dòng)能的改變可由合外力做功來(lái)度量．【經(jīng)典例題1】(多選)關(guān)于對(duì)動(dòng)能的理解，下列說(shuō)法正確的是()A．凡是運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能B．動(dòng)能像重力勢(shì)能一樣有正負(fù)C．質(zhì)量一定的物體，動(dòng)能變化時(shí)，速度一定變化，但速度變化時(shí)，動(dòng)能不一定變化D．動(dòng)能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)答案AC解析運(yùn)動(dòng)的物體都有動(dòng)能，A正確；動(dòng)能是標(biāo)量，沒(méi)有正負(fù)之分，B錯(cuò)誤；質(zhì)量一定的物體，動(dòng)能變化，則速度的大小一定變化，所以速度一定變化，但速度變化時(shí)，如果只是方向改變而大小不變，則動(dòng)能不變，比如勻速圓周運(yùn)動(dòng)，C正確；動(dòng)能不變的物體，速度方向可能變化，故不一定處于平衡狀態(tài)，D錯(cuò)誤．【變式訓(xùn)練1】(多選)在下列幾種情況中，甲、乙兩物體的動(dòng)能相等的是()A．甲的速度是乙的2倍，乙的質(zhì)量是甲的2倍B．甲的質(zhì)量是乙的2倍，乙的速度是甲的2倍C．甲的質(zhì)量是乙的4倍，乙的速度是甲的2倍D．質(zhì)量相同，速度大小也相同，但甲向東運(yùn)動(dòng)，乙向西運(yùn)動(dòng)答案CD解析動(dòng)能是狀態(tài)量，是標(biāo)量，沒(méi)有方向，根據(jù)動(dòng)能的表達(dá)式Ek＝eq\f(1,2)mv2可知，如果甲的速度是乙的兩倍，若甲、乙兩物體動(dòng)能相等，則甲的質(zhì)量應(yīng)為乙的eq\f(1,4)，故A錯(cuò)誤；同理可判斷B錯(cuò)誤，C正確；因動(dòng)能是標(biāo)量，沒(méi)有方向，所以只要二者速度大小相等，二者的動(dòng)能就相等，故D對(duì)．知識(shí)點(diǎn)二、動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用應(yīng)用動(dòng)能定理解題的一般步驟：(1)選取研究對(duì)象(通常是單個(gè)物體)，明確它的運(yùn)動(dòng)過(guò)程．(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，明確各力做功的情況，求出外力做功的代數(shù)和．(3)明確物體在初、末狀態(tài)的動(dòng)能Ek1、Ek2.(4)列出動(dòng)能定理的方程W＝Ek2－Ek1，結(jié)合其他必要的輔助方程求解并驗(yàn)算．【經(jīng)典例題1】如圖所示，物體在距斜面底端5m處由靜止開(kāi)始下滑，然后滑上與斜面平滑連接的水平面，若物體與斜面及水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.4，斜面傾角為37°.求物體能在水平面上滑行的距離．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)答案3.5m解析對(duì)物體在斜面上和水平面上受力分析如圖所示方法一分過(guò)程列方程：設(shè)物體滑到斜面底端時(shí)的速度為v，物體下滑階段FN1＝mgcos37°，故Ff1＝μFN1＝μmgcos37°由動(dòng)能定理得：mgsin37°·l1－μmgcos37°·l1＝eq\f(1,2)mv2－0設(shè)物體在水平面上滑行的距離為l2，摩擦力Ff2＝μFN2＝μmg由動(dòng)能定理得：－μmgl2＝0－eq\f(1,2)mv2聯(lián)立以上各式可得l2＝3.5m.方法二對(duì)全過(guò)程由動(dòng)能定理列方程：mgl1sin37°－μmgcos37°·l1－μmgl2＝0解得：l2＝3.5m.【變式訓(xùn)練1】光滑水平面上有一物體，在水平恒力F作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t1速度達(dá)到v，再經(jīng)過(guò)時(shí)間t2，速度由v增大到2v，在t1和t2兩段時(shí)間內(nèi)，外力F對(duì)物體做功之比為()A．1∶2 B．1∶3C．3∶1 D．1∶4答案B解析根據(jù)動(dòng)能定理得，第一段過(guò)程：W1＝eq\f(1,2)mv2；第二段過(guò)程：W2＝eq\f(1,2)m(2v)2－eq\f(1,2)mv2＝eq\f(3,2)mv2，解得：W1∶W2＝1∶3，B正確．一、單項(xiàng)選擇題1.如圖所示，塔吊用鋼繩沿豎直方向?qū)①|(zhì)量為m的建材以加速度a勻加速向上提起h高，已知重力加速度為g，則在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.建材重力做功為-mah B.建材的重力勢(shì)能減少了mghC.建材所受的合外力做功為mgh D.建材所受鋼繩拉力做功為m(ag)h【答案】D【解析】【詳解】A．建筑材料向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，上升的高度為h，重力做功：W=-mgh，故A錯(cuò)誤；B．物體的重力勢(shì)能變化量為則建材的重力勢(shì)能增加了mgh，故B錯(cuò)誤；C．建材所受的合外力為ma，合外力做功為mah，故C錯(cuò)誤；D．建材所受鋼繩拉力，根據(jù)牛頓第二定律可知建材所受鋼繩拉力做功為m(ag)h，故D正確。故選D。2.按壓式圓珠筆內(nèi)裝有一根小彈簧，尾部有一個(gè)小帽，壓一下小帽，筆尖就伸出來(lái)。如圖所示，使筆的尾部朝下，將筆向下按到最低點(diǎn)，使小帽縮進(jìn)，然后放手，筆將向上彈起至一定的高度。忽略摩擦和空氣阻力。筆從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的過(guò)程中A.筆的動(dòng)能一直增大B.筆的重力勢(shì)能與彈簧的彈性勢(shì)能總和一直減小C.彈簧的彈性勢(shì)能減少量等于筆的動(dòng)能增加量D.彈簧的彈性勢(shì)能減少量等于筆的重力勢(shì)能增加量【答案】D【解析】【詳解】開(kāi)始時(shí)彈力大于筆的重力，則筆向上做加速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)彈力等于重力時(shí)加速度為零，速度最大；然后彈力小于重力，筆向上做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)筆離開(kāi)桌面時(shí)將做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，直到速度減為零到達(dá)最高點(diǎn)；A．筆的動(dòng)能先增大后減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．因只有彈力和重力做功，則筆的重力勢(shì)能、動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能守恒；因動(dòng)能先增加后減小，則筆的重力勢(shì)能與彈簧的彈性勢(shì)能總和先減小后增加，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；CD．因整個(gè)過(guò)程中動(dòng)能不變，則彈簧的彈性勢(shì)能減少量等于筆的重力勢(shì)能的增加量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確；故選D.3.小球P和Q用不可伸長(zhǎng)的輕繩懸掛在天花板上，P球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量，懸掛P球的繩比懸掛Q球的繩短．將兩球拉起，使兩繩均被水平拉直，如圖所示，將兩球由靜止釋放，在各自軌跡的最低點(diǎn)()A.P球的速度一定大于Q球的速度B.P球的動(dòng)能一定小于Q球的動(dòng)能C.P球所受繩的拉力一定大于Q球所受繩的拉力D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度【答案】C【解析】從靜止釋放至最低點(diǎn)，由機(jī)械能守恒得：mgR=mv2，解得：，在最低點(diǎn)的速度只與半徑有關(guān)，可知vP＜vQ；動(dòng)能與質(zhì)量和半徑有關(guān)，由于P球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量，懸掛P球的繩比懸掛Q球的繩短，所以不能比較動(dòng)能的大小．故AB錯(cuò)誤；在最低點(diǎn)，拉力和重力的合力提供向心力，由牛頓第二定律得：F-mg=m，解得，F(xiàn)=mg+m=3mg，，所以P球所受繩的拉力一定大于Q球所受繩的拉力，向心加速度兩者相等．故C正確，D錯(cuò)誤．故選C．點(diǎn)睛：求最低的速度、動(dòng)能時(shí)，也可以使用動(dòng)能定理求解；在比較一個(gè)物理量時(shí)，應(yīng)該找出影響它的所有因素，全面的分析才能正確的解題．4.如圖所示，物體A、B質(zhì)量相等，它們與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)也相等，且作用力FA=FB，若A、B由靜止開(kāi)始在水平面上運(yùn)動(dòng)相同距離的過(guò)程中，則（）A.所用的時(shí)間相等B.FA對(duì)A做的功小于FB對(duì)B做的功C.FA對(duì)A做功功率大于FB對(duì)B做功的功率D.物體A獲得的動(dòng)能小于物體B獲得的動(dòng)能【答案】C【解析】【詳解】ABC．由圖可知，A物體對(duì)地面壓力小于B物體對(duì)地面的壓力，則A所受的摩擦力小于B所受的摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律可知，A的加速度大于B的加速度，根據(jù)可知由功的表達(dá)式可知，和做功相等，即又因?yàn)榭芍蔄B錯(cuò)誤，C正確；D．由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)相同距離的過(guò)程，對(duì)A做的功與對(duì)B做的功相等，地面對(duì)B速度摩擦力較大，B克服摩擦力做的功較多，根據(jù)動(dòng)能定理可知B獲得的動(dòng)能更少，故D錯(cuò)誤。故選C。5.如圖所示，重20N的滑塊在傾角為30°的光滑斜面上，從a點(diǎn)由靜止下滑，到b點(diǎn)接觸到一個(gè)輕彈簧?；瑝K壓縮彈簧到c點(diǎn)開(kāi)始彈回，返回b點(diǎn)離開(kāi)彈簧，最后又回到a點(diǎn)，已知ab=0.8m，bc=0.4m，g取10m/s2。在整個(gè)過(guò)程中敘述不正確的是（）A.滑塊動(dòng)能的最大值是12J B.彈簧彈性勢(shì)能的最大值是12JC.從c到b彈簧的彈力對(duì)滑塊做的功是12J D.滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)整個(gè)過(guò)程機(jī)械能守恒【答案】A【解析】【詳解】D．從a點(diǎn)到c點(diǎn)過(guò)程中，只有重力和彈簧的彈力做功，因此滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)整個(gè)過(guò)程機(jī)械能守恒，D正確；B．從a點(diǎn)到c點(diǎn)過(guò)程中減小的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能，因此彈性勢(shì)能的最大值為B正確；C．彈簧對(duì)物做的功等于彈簧減少的彈性勢(shì)能，從c到b過(guò)程中，彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)，彈簧的彈力對(duì)滑塊做的功是12J，C正確；A．當(dāng)重力沿斜面的分力和彈簧的彈力相等時(shí)物體的速度最大，動(dòng)能最大，設(shè)此點(diǎn)為d，則從a點(diǎn)到d點(diǎn)過(guò)程中，重力做正功，彈簧的彈力做負(fù)功，合力做的功小于12J，根據(jù)動(dòng)能定理?；瑝K動(dòng)能的最大值小于12J，A錯(cuò)誤。故不正確的選A。6.如圖所示，一質(zhì)量為m，長(zhǎng)度為l的均勻柔軟細(xì)繩PQ豎直懸掛。用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點(diǎn)，M點(diǎn)與繩的上端P相距。重力加速度大小為g。在此過(guò)程中，外力做的功為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】以均勻柔軟細(xì)繩MQ段為研究對(duì)象，其質(zhì)量為。取M點(diǎn)所在的水平面為零勢(shì)能面，開(kāi)始時(shí)，細(xì)繩MQ段的重力勢(shì)能當(dāng)用外力將繩下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點(diǎn)時(shí)，細(xì)繩MQ段的重力勢(shì)能則外力做的功即克服重力做的功等于細(xì)繩MQ段的重力勢(shì)能的變化，即故BCD錯(cuò)誤，A正確。故選A。7.關(guān)于做功和物體動(dòng)能變化的關(guān)系，正確的是()A.只要?jiǎng)恿?duì)物體做功，物體的動(dòng)能就增加B.只要物體克服阻力做功，它的動(dòng)能就減少C.外力對(duì)物體做功的代數(shù)和等于物體的末動(dòng)能與初動(dòng)能之差D.動(dòng)力和阻力都對(duì)物體做功，物體的動(dòng)能一定變化【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)動(dòng)能定理的內(nèi)容：合外力所做的總功等于物體動(dòng)能的變化，要看所有力做的總功之和才能判斷動(dòng)能變不變。故選Ｃ。8.質(zhì)量之比為2:1的甲、乙兩輛汽車(chē)，在平直路面上勻速行駛的速度之比為1:3，若兩車(chē)在相同的制動(dòng)力作用下逐漸停止，則甲乙兩輛汽車(chē)剎車(chē)距離之比為（）A.2:3 B.4:9C.1:3 D.2:9【答案】D【解析】【詳解】對(duì)乙車(chē)，由動(dòng)能定理得解得因兩車(chē)在相同的制動(dòng)力作用下逐漸停止，則對(duì)甲車(chē)有解得代入解得故ABC錯(cuò)誤，D正確故選D。二、多項(xiàng)選擇題9.小球在空中P點(diǎn)，以初速度v0豎直下拋，經(jīng)一段時(shí)間后，正好落在下端固定于地面豎直放置的輕彈簧上，把彈簧壓縮后又被彈起，則下面說(shuō)法正確的是（）A.小球落到輕彈簧上后，立即做減速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不斷減小B.當(dāng)小球所受合外力為零時(shí)，小球的動(dòng)能最大C.當(dāng)小球所受合外力為零時(shí)，彈簧形變最大D.小球被反彈后，所能達(dá)到的最高點(diǎn)不再是P點(diǎn)【答案】BD【解析】【詳解】A．小球落到輕彈簧上后，開(kāi)始時(shí)彈力小于重力，做加速運(yùn)動(dòng)，后來(lái)當(dāng)彈力大于重力時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)，則動(dòng)能先增加后減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．當(dāng)小球所受重力等于彈力時(shí)，此時(shí)小球受合外力為零，此時(shí)加速度為零，速度最大，此時(shí)小球的動(dòng)能最大，選項(xiàng)B正確；C．當(dāng)小球所受合外力為零時(shí)重力等于彈力，小球還會(huì)向下運(yùn)動(dòng)繼續(xù)壓縮彈簧，此時(shí)彈簧形變不是最大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．由于開(kāi)始時(shí)小球在P點(diǎn)有豎直初速度v0，則小球被反彈后所能達(dá)到的最高點(diǎn)將高于P點(diǎn)，選項(xiàng)D正確。故選BD。10.一個(gè)質(zhì)量為2kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，以2m/s的速率做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡半徑為1m，則下列結(jié)論正確的是（）A.小球所受的合力大小為8NB.小球所受合力的功率為16WC.小球的動(dòng)能為4JD.在小球轉(zhuǎn)動(dòng)半圈的過(guò)程中，小球所受合力做的功為8πJ【答案】AC【解析】【詳解】A．小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合力提供向心力，則合力為代入數(shù)據(jù)解得F=8N，故A正確；B．因合力的方向一直與速度方向垂直，故合力的功率為零，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)代入數(shù)據(jù)解得，故C正確；D．在小球轉(zhuǎn)動(dòng)半圈的過(guò)程中，速度的大小不變，故動(dòng)能的改變量為零，根據(jù)動(dòng)能定理可知，合外力做功為零，故D錯(cuò)誤。故選AC。11.如圖所示,質(zhì)量為m的小車(chē)在水平恒力F推動(dòng)下,從山坡(粗糙)底部A處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至高為h的坡頂B,獲得速度為v,A、B之間的水平距離為x,重力加速度為g．下列說(shuō)法正確的是()A.小車(chē)克服重力所做的功是mghB.合外力對(duì)小車(chē)做的功是C.阻力對(duì)小車(chē)做的功是D.推力對(duì)小車(chē)做功是【答案】ABC【解析】【分析】重力做功只與物體的初末位移的高度差有關(guān)，與其它因素沒(méi)有關(guān)系，WG=mg△h，合外力對(duì)物體所做的功可根據(jù)動(dòng)能定理求解．【詳解】A項(xiàng)：小車(chē)克服重為做功：W=Gh=mgh，故A正確；B項(xiàng)：由動(dòng)能定理，小車(chē)受到的合力做的功等于小車(chē)動(dòng)能的增加，即，故B正確；C、D項(xiàng)：由動(dòng)能定理，，而推力做的功為：，所以，故C正確，D錯(cuò)誤．【點(diǎn)睛】本題主要考察了求力做功的幾種方法，恒力做功可根據(jù)做功公式直接計(jì)算，變力和合外力對(duì)物體做的功可根據(jù)動(dòng)能定理求解．12.跳水運(yùn)動(dòng)員從高H的跳臺(tái)以速度v1水平跳出，落水時(shí)速度為v2，運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為m，若起跳時(shí)，運(yùn)動(dòng)員所做的功為W1,在空氣中克服阻力所做的功為W2,則A. B.C. D.【答案】AC【解析】試題分析：起跳過(guò)程由動(dòng)能定理可知，A正確，B錯(cuò)誤；起跳后至落水前由動(dòng)能定理可知，整理可得，C正確，D錯(cuò)誤．考點(diǎn)：本題考查了多過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理問(wèn)題．三、計(jì)算題13.如圖所示，用10N的力F使一個(gè)質(zhì)量為1kg物體由靜止開(kāi)始沿水平地面移動(dòng)了3m，使從A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），力F跟物體前進(jìn)的方向的夾角為=37°，物體與地面間的動(dòng)摩因數(shù)為μ=0.5，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：(1)拉力F對(duì)物體做功W的大?。?2)最后物體獲得的動(dòng)能Ek；(3)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)拉力F瞬時(shí)功率?！敬鸢浮?1)24J；(2)18J；(3)48W。【解析】【詳解】(1)拉力F物體做功W大小為：W=Fxcosα=10×3×0.8J=24J(2)摩擦力的大小為：f=μFN=μ（mg-Fsinα）=0.5×（10-10×0.6）N=2N由動(dòng)能定理得：Ek=W-fx=18J(3)則最后的速度為v，則有：解得：v=6m/s拉力的瞬時(shí)功率為：P=Fcos37°?v=48W14.在賽車(chē)場(chǎng)上，安全起見(jiàn)，車(chē)道外圍都固定上廢舊輪胎作為圍欄，當(dāng)車(chē)碰撞圍欄時(shí)起緩沖器作用，如圖甲所示。在一次模擬實(shí)驗(yàn)中用彈簧來(lái)代替廢舊輪胎，實(shí)驗(yàn)情景如圖乙所示，水平放置的輕彈簧左側(cè)固定于墻上，處于自然狀態(tài)，開(kāi)始時(shí)賽車(chē)在A處且處于靜止?fàn)顟B(tài)，距彈簧自由端的距離為。當(dāng)賽車(chē)啟動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生水平向左的恒為F=24N的牽引力使賽車(chē)向左勻加速前進(jìn)，當(dāng)賽車(chē)接觸彈簧的瞬間立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，賽車(chē)?yán)^續(xù)壓縮彈簧，最后被彈回到B處停下。已知賽車(chē)的質(zhì)量為m=2kg，A、B之間的距離為L(zhǎng)2=3m，賽車(chē)被彈回的過(guò)程中離開(kāi)彈簧時(shí)的速度大