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如图所示,水平面上有一凹槽,一平板车停在凹槽最左端,平板车的质量M=1kg、长度l=3.16m,其上表面恰好与水平面平齐。一轻质弹簧左端固定在墙上、右端与一质量为m=3kg的小物块(视为质点)接触但不连接用一水平力F缓慢向左推物块,当力F做功W=24J时突然撤去,已知小物块与平板车之间的动摩擦因数μ=0.2,其他摩擦不计,取重力加速度大小g=10m/s2,平板车与凹槽两端的碰撞均为弹性碰撞,且碰撞时间极短,弹簧始终在弹性限度内。

(1)求小物块刚滑上平板车时的速度v0的大小;
(2)小物块滑上平板车后,经过一段时间,平板车与小物块以共同的速度与凹槽右端发生碰撞,求平板车与凹槽右端碰撞前瞬间的速度v1的大小及此时平板车左端与小物块间的距离l1
(3)平板车与凹槽右端碰撞后经过一段时间,小物块从平板车右端飞出,且在这段时间内,平板车未与凹槽发生碰撞,求小物块离开平板车时平板车右端到凹槽右端的距离。

【答案】(1)小物块刚滑上平板车时的速度v0的大小为4m/s;
(2)平板车与凹槽右端碰撞前瞬间的速度v1的大小为3m/s,此时平板车左端与小物块间的距离l1为1m;
(3)小物块离开平板车时平板车右端到凹槽右端的距离为0.72m。
【解答】
【点评】
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