Question

在赛车场上，为了安全起见，在车道外围一定距离处一般都放有废旧的轮胎组成的围栏。在一次比较测试中，将废旧轮胎改为由轻弹簧连接的缓冲器，缓冲器与墙之间用轻绳束缚。如图所示，赛车从C处由静止开始运动，牵引力恒为F，到达O点与缓冲器相撞（设相撞时间极短），而后他们一起运动到D点速度变为零，此时发动机恰好熄灭（即牵引力变为零）。已知赛车与缓冲器的质量均为m，OD相距为S，CO相距4S，赛车运动时所受地面摩擦力大小始终为，缓冲器的底面光滑，可无摩擦滑动，在O点时弹簧无形变。问：

（1）轻弹簧的最大弹性势能为多少？
（2）赛车由C点开始运动到被缓冲器弹回后停止运动，赛车克服摩擦力共做了多少功？

Answer 1

（1）赛车由C到O，有　　        
车与缓冲器短时相撞过程根据动量守恒：  
O到D过程　　          
联立上面三个方程解得：              
（2）D到O过程，有　         
赛车从O点到停止运动　　    
车整个过程克服摩擦力做功　　 
联立上面三个方程解得：                刘文迁

略