则,解得① ······· 1分
②,③ ······· 1分
联立①②③解得,④ ······· 1分
(2)在物块与木板两者达到共同速度前,在每两次碰撞之间,木板受到物块对它的摩擦力作用而做加速度恒定的匀减速直线运动,因而木板与墙相碰后将返回至初态,所用时间也为T. ······· 1分
设在物块与木板两者达到共同速度v前木板共经历n次碰撞,则有:⑤ ······· 1分
式中△t是碰撞n次后木板从起始位置至达到共同速度时所需要的时间.
由于最终两个物体一起以相同的速度匀速前进,故⑤式可改写为⑥
由于木板的速率只能处于0到之间,故有⑦
求解上式得 ······· 1分
由于n是整数,故有n=2⑧
由于速度相同后还要再一起与墙壁碰撞一次,故一共碰撞3次;
再由①⑤⑧得:⑨;⑩
从开始到物块与木板两者达到共同速度所用的时间为:(11)
即从物块滑上木板到两者达到共同速度时,木板与墙共发生三次碰撞,所用的时间为1.8s. ······· 2分
(3)物块与木板达到共同速度时,木板与墙之间的距离为(12)
联立①与(12)式,并代入数据得 ······· 2分
即达到共同速度时木板右端与墙之间的距离为0.06m