Question

（18分）如圖所示，一質(zhì)量為m的小物塊B，放在質(zhì)量為M的長木板A的左端，m=3M。長木板A靜止在光滑水平面上，A、B之間的動摩擦因數(shù)為。現(xiàn)使二者一起以初速度開始向右運(yùn)動，運(yùn)動一段距離后，長木板A與固定豎直擋板相撞。已知A與擋板碰撞時(shí)間極短，且無機(jī)械能損失。運(yùn)動過程中，B始終沒從長木板A上脫落。求：
（1）長木板A第二次與擋板碰撞前，B在A上的滑痕長度s；
（2）當(dāng)長木板A長度L滿足什么條件時(shí)，保證B不會從A上脫落。

Answer 1

（1）
（2）

（1）長木板A與擋板碰后，被等速率反彈。木板A與物B系統(tǒng)動量守恒，設(shè)第一次達(dá)到共速，取向左為正。則有：
…………4分
解得方向向右…………（2分）
長木板A向左作勻減速運(yùn)動，共速時(shí)滑痕最長。設(shè)最大滑痕為s₁
據(jù)能量守恒： ……………（4分）
解得：…………（2分）
（2）B始終沒從板A上脫落，則長木板A與B將再次共速，一起向右運(yùn)動，重復(fù)（1）問中的運(yùn)動，直至二者速度均為零，板A右端挨著擋板。由于B一直相對A向右運(yùn)動，則B相對A滑動的總路程與B相對A滑動的位移相等。設(shè)木板最短長度為，據(jù)系統(tǒng)能量守恒則有：…………（4分）
解得：…………（2分）