(1)设木块B与木板A碰撞后瞬间A的速度为v1,B的速度为v2,A、B相对静止后的共同速度为v,整个过程中A、B组成的系统动量守恒,有:
Mv0=(M+1.5M)v…①
解得:v=
v0…②
碰撞后直至相对静止的过程中,系统动量守恒,机械能的减少量等于系统克服摩擦力做的功,即:
Mv2+1.5Mv1=2.5Mv…③
(1.5M+M-2.5Mv2)=μMgL…④
由②③④解得:v1=
v0 (另一解v1=0.3v0,因小于v,舍去)
这段过程中,设木板A克服摩擦力做功为W,则有:
W=×1.5M-×1.5Mv2=M=0.0675M
(2)出题意知木块B在碰撞之后,相对地面向左运动,先计算当v2=0时满足的条件,由③式得:v1=?.
当v2=0时,有v1=,代人④式得:×1.5M()2-×2.5M×(
v0)2=μMgL
解得:μgL=
要木块B向左运动,则v2=<0,所以木块B在某段时间内向左运动的条件之一是:
μL>.
另一方面整个过程中损失的机械能一定大于等于系统摩擦力做的功,即:
M-×2.5M×(
v0)2≥2μMgL
解出另一个条件是:μL≤.
最后得出木块B在某段时间内向左运动的条件是:<μL≤.
答:
(1)若μL=(g为重力加速度),在小木块B与挡板碰撞后的运动过程中,摩擦力对木板A做正功,做功为0.0675M.
(2)最后得出木块B在某段时间内向左运动的条件是<μL≤.