如图所示,在光滑水平桌面上放有长木板C,C的右端有固定挡板P,木板C的长度为2L。另有小物块A和B可以在长木板上滑动,A、C之间和B、C之间的动摩擦因数相同,A、C之间和B、C之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A、B的尺寸以及P的厚度皆可忽略不计, A、B、C(连同挡板P)的质量皆为m。
(1)若C被固定在桌面上,B静止放在木板C的中央,A以初速度v0从左端冲上木板C,物块A刚好能碰到B,求A、C之间的动摩擦因数;
(2)若C未被固定在桌面上,开始时B静止放在木板C的中央,A以初速度
从左端冲上木板C。
a.要使物块A与B能相碰,初速度
应满足的条件是什么?
b.若物块A与B发生碰撞过程的时间极短,且碰撞过程中没有机械能损失,要使物块B能够与挡板P发生碰撞,初速度
应满足的条件是什么?

(1)木板C固定,物块A从左端冲上木板C,刚好能碰到B,物块A在水平方向只受滑动摩擦力,由动能定理

可得
(2)a.木板C不固定,当物块A以初速度v0冲上木板且向右运动时,A受到木板C施加的大小为μmg的滑动摩擦力而减速,木板C受到A施加的大小为μmg的方向向右的滑动摩擦力。此时B和C之间应该没有相对滑动,一起向右加速运动。说明如下:
假设B、C间有相对运动,则B对C有滑动摩擦力大小为μmg的方向向左,那么C在A对C向右的滑动摩擦力和B对C的摩擦力的共同作用下,应静止,显然是不符合实际的。B在C施的静摩擦力作用下,和C一起向右加速运动。
若A与B刚好不能相碰,即A滑到木板C的中央,与B刚好接触且速度相同,设为v1。对于A与B、C组成的系统,因为B与木板C的速度相同,可得
m
=3 m v1 ②
在此过程中,设木板C向右运动的位移为s1,则物块A运动的位移为s1+L,如图所示。由动能定理有
③
④
可得 

由(1)结论可得
物块A与B能相碰的条件是
。
b.当物块A的初速度足够大时,A与B能发生碰撞,设碰撞前的瞬间,A、B、C三者的速度分别为vA、vB和vC,有
vA>vB,vB=vC ⑤
A与B发生碰撞时间极短,碰撞过程中,A与B组成的系统动量守恒,因 A、B间碰撞过程中没有机械能损失,质量又相等,因此A、B碰撞前后交换速度。碰撞后瞬间,A、B、C三者的速度分别设为vA’、vB’、vC’,有
vB’= vA,vA’=vB , vC’= vC ⑥
这样,A与C速度相等,二者保持相对静止,vB’> vA’(=vC’),B在C上继续向右滑动,B的速度逐渐减小,C与A的速度逐渐增大。
若物块B刚好与挡板P不发生碰撞,也就是说B以速度vB’从C板的中央滑动到挡板P处时,B与C(包括A)的速度变为相同,设为v2,由动量守恒定律可得
m
=3 m v2 ⑦
A以初速度v0开始冲上C,与B发生碰撞后,A、C相对静止,B到达P处这一过程中,A、B和C组成的系统相互作用过程中的功能关系有
⑧
由⑦、⑧两式可得

由(1)结论可得
物块B与P能相碰的条件是