如图所示,在足够大的光滑水平面上,有一平板车,其右端竖直固定一挡板,挡板上水平固定一轻质弹簧,在平板车的左端P有一小滑块(视为质点,且滑块与平板车的质量相等),平板车上表面Q点的左侧粗糙、右侧光滑,且P、Q两点间的距离L=3m。某时刻平板车以大小v1=1m/s的速度向左滑行,同时滑块以大小的v2=5m/s的速度向右滑行,与弹簧作用后,滑块与平板车相对静止。此时滑块恰好静止在PQ的中点。取重力加速度大小g=10m/s2,弹簧始终在弹性限度内。
(1)求当二者处于相对静止时的速度大小v和方向:
(2)求滑块与平板车的粗糙面间的动摩擦因数μ;
(3)若在二者共同运动方向足够远的前方有一竖直障碍物(图中未画出),平板车与它碰撞后以原速率反弹,碰撞时间极短,且碰撞后立即撤去该障碍物,请通过计算判断滑块是否脱离平板车,若滑块不会脱离平板车.求滑块最终停在平板车上的位置到Q点的距离x。
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