(1)经过分析可知,木板碰挡板前,木块和木板组成的系统保持相对静止向右匀减速运动,设木板碰挡板时的速度为v1,其加速度为a1,对二者组成的系统,由其受力分析结合牛顿第二定律有:μ1(m+M)g=(m+M)a1
-=2a1s
其中:s=x-L=21m-11.5m=9.5m.
解得:v1=9m/s(水平向右)
(2)由题意可知,当木板碰到挡板并撤掉挡板后,木板以初速度v1向左做匀减速运动,木块以初速度v1向右做匀减速运动,设木板和木块的加速度分别为a2和a3,由牛顿第二定律可知:
a2==6m/s2(水平向右)
a3==μ2g=9m/s2(水平向左)
假设木块没有掉离木板,由于木块加速度较大,所以木块先停下,然后向左做匀加速运动,直到二者保持相对静止.设二者保持相对静止所用时间为t2,
共同速度为v2,可得:v1-a3t2=-(v1-a2t2)
解得:t2=1.2s v2=1.8m/s(水平向左)
在此过程中,木块运动位移s1=×t2=4.32m(水平向右)
木板运动位移s2=×t2=6.48m(水平向左)
所以二者相对位移△s=s1+s2=10.8m<L=11.5m,即二者相对运动时木块没有掉离木板.二者共速后,又以a1=1m/s2向左减速至停下,
设其向左运动的位移为s3=2a1s3
解得:s3=1.62m
最终木板M左端A点位置坐标为x=x0-L-s2-s3=1.4m.
答:(1)木板碰挡板P前瞬间的速度v1为9m/s,方向向右.
(2)木板最终停止运动时其左端A的位置坐标为1.4m.