你老师的解答是对的,解释好像莫名奇妙。我先分析一下他的解答,再告诉你你哪里出错了。
整个过程是这样的,m1先以v1运动。此时m2 m3不动,直到绳子拉直。绳子拉直的瞬间,它给m2一个冲力,m2立刻与m1以同一速度v3运动。此时m3静止。然后由于摩擦力,m3加速,m1和m2减速,整个系统最终以v2运动。第一式是前面那个过程动量守恒的表示,第二式是后面的过程中,做功等于能量变化的表示。
“m3的动能变化等于摩擦力对其做的功”是没错的,问题是你求出的S不是相对位移,是绝对位移。m2施加摩擦力作用在m3上让它走了S,但m2也在往前走啊,你要用m2走过的位移减去你的S就对了。
to TSQ234:系统能量损失确实不等于摩擦力对物体作的功。摩擦力对物体做的功这里等于摩擦力乘以物体的“绝对”位移。但系统能量损失一定等于摩擦生热损失掉的能量,就是摩擦力乘以“相对”位移。题目就是要求“相对”位移啊,老师给出的那个解答是正确的。
你的解答是对的。老师错在:1、“由于m2在做变速运动,所以是非惯性系,动能守恒不适用”,绝无此说。2、“说v2是m3相对于地面的速度,所以求出的S不是相对位移”,莫明其妙。3、式子0.2(m3)g*S=0.5(m1+m2+m3)(v2)^2-0.5(m1+m2)(v3)^2 右边是系统损失的总共能量,包括m3动能增量、摩擦生热等。所以应为:0.2(m3)g*S+&=0.5(m1+m2+m3)(v2)^2-0.5(m1+m2)(v3)^2 .
而你的式子0.5(m3)(v2)^2=0.2(m3)g*S 不包含摩擦生热等因素,只包含摩擦力使m3产生的动能增量。所以是对的。
系统能量的损失并不只是摩擦力对物体所做的功。