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如图所示,质量为2m的木板A静止在光滑水平面上,其右端与固定的台阶相距一段距离。一根长度为L的轻质细线,一端与质量为0.8m的滑块B(可视为质点)相连,另一端固定在悬点O处的力传感器上,当细线处于竖直位置且保持静止时,滑块B恰好与木板A左端接触但无压力。靠近木板A左端有一支内壁光滑的弹丸发射器,发射器内有一根左端固定的轻质弹簧,质量为0.2m的小弹丸C放在处于压缩状态并被锁定的弹簧右端。开始时,用外力拉住滑块B使细线呈水平拉直状态,由静止释放滑块B并在适当的时刻解除弹簧的锁定,当滑块B到达最低点时被弹丸C水平击中(作用时间极短,作用后弹丸C留在了滑块内),被击中的滑块B将细线拉断,力传感器显示细线被拉断瞬间的拉力大小为T=9mg,之后滑块B(内含弹丸)从木板A左端上表面水平滑入。已知A、B之间的动摩擦因数为μ,木板A足够长,滑块B不会从木板A表面滑出,木板A与台阶碰撞后以碰撞前的速率反向弹回,弹丸发射器发射完毕后立即撤走,不计空气阻力,重力加速度为g。
(1)求弹簧被锁定时具有的弹性势能Ep
(2)若木板A与台阶只发生了一次碰撞,求木板A右端距台阶的距离x应满足的条件;
(3)若木板A与台阶碰撞了n次后最终停下,求木板A右端距台阶的距离x与碰撞次数n之间满足的函数关系式。
.

【答案】(1)弹簧被锁定时具有的弹性势能为7.2mgL;
(2)若木板A与台阶只发生了一次碰撞,木板A右端距台阶的距离x≥
L
2
μ

(3)若木板A与台阶碰撞了n次后最终停下,木板A右端距台阶的距离x与碰撞次数n之间满足的函数关系式为x=
L
2
n
2
μ
【解答】
【点评】
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