解:(1)根据牛顿第二定律和运动学规律可得:
mgsinθ-μmgcosθ=ma
代入数据解得:a=4m/s2
由v2=2asAB
得:v=8m/s
由v=at
得t=2s
v-t图象如图所示:
(2)BC段滑行,则有:μmgsBC=
mv2?1 2
m1 2
v
解得:v1=6m/s
PQ碰撞,则有动量守恒:mv1=mv2+Mv3
能量关系有:
mv12≥1 2
mv22+1 2
Mv321 2
位置关系有:v2≤v3
联立解得:2m/s≤v2≤4m/s
平抛运动有:h=
gt12,x=v2t11 2
解得:2m≤x≤4m
(3)机械能损失最大对应完全非弹性碰撞,此时有:mv1=(m+M)v共
根据动能定理:△E =mgsABsin37°?
(m+M)v共21 2
代入数据得:△E=72J
答:(1)在图2中画出物块P在斜面AB上运动的v-t图如图所示.
(2)计算碰撞后,物块P落地时距C点水平位移x的范围为2m≤x≤4m.
(3)计算物块P落地之前,全过程系统损失的机械能的最大值为72J.