2017全国中学生奥林匹克物理竞赛预赛第10题,墙的动能变了没?
于2017年9月2日举行的全国中学生奥林匹克物理竞赛预赛已经结束好几天了,围绕第10题的争论却一直没有停止。
第10题如下图所示。
答案:弹簧和小球组成的系统,机械能不守恒。
理由:由于在运动参考系中,墙对弹簧有作用力,且弹簧与墙的接触点还发生了位移,则墙对弹簧和小球组成的系统必然做功,因此系统机械能不守恒。
根据力学的相对性原理,物理规律在任何惯性参考系下都是成立的,因此机械能守恒定律在地面参考系中成立,在匀速运动的参考系中也必然成立。
这个没有争议!
此题的研究对象是弹簧和小球,由于在运动参考系中,墙对弹簧有作用力,且弹簧与墙的接触点还发生了位移,则墙对弹簧和小球组成的系统必然做功。
因此,弹簧和小球组成的系统,在运动参考系中机械能不守恒。
这个也没有争议!
反过来讲,如果墙对弹簧做了正功,则弹簧对墙必然做了负功,墙的动能必然减小。
这个还没有争议!
但是,墙在运动参考系中是匀速运动的,墙的动能不会改变。
那么,争议来了:
墙的动能到底变不变?
不变?
变?
请对这道题感兴趣的网友留下您对这一问题的看法。物理界高人多得是,相信一定有人能够摆平这一争议!
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