Question

（1）如圖，在水平地面上固定一個內(nèi)側(cè)長為L、質(zhì)量為M的薄壁箱子。光滑的物塊B的質(zhì)量為m，長為，其左端有一光滑小槽，槽內(nèi)裝有輕質(zhì)彈簧。開始時，使B緊貼A₁壁，彈簧處于壓縮狀態(tài)，其彈性勢能為E_p�，F(xiàn)突然釋放彈簧，滑塊B被彈開。假設(shè)彈簧的壓縮量較小，恢復(fù)形變所用的時間可以忽略。求滑塊B到達A₂壁所用的時間。
（2）a．現(xiàn)將箱子置于光滑的水平地面上而不固定，仍使B緊貼A₁壁，彈簧處于壓縮狀態(tài)，其彈性勢能為E_p，整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)�，F(xiàn)突然釋放彈簧，滑塊B離開A₁壁后，彈簧脫落并被迅速拿出箱子。求此時滑塊B的速度v與箱子的速度V。
b．假設(shè)滑塊B與A₁壁和A₂壁的碰撞過程中無機械能損失。試定量描述滑塊B相對于地面運動的速度變化情況，并計算兩次碰撞之間的時間間隔。

Answer 1

解：（1）當(dāng)箱子固定時，彈簧的彈性勢能釋放轉(zhuǎn)化為滑塊B的動能，設(shè)滑塊速度v₀
 ①
滑塊B到達A₂壁所用的時間 ②
（2）a. 箱子置于光滑的水平地面上，彈簧釋放后，箱子與滑塊B的速度分別設(shè)為V和v，以向右為正方向
 ③
 ④
解得： ⑤， ⑥
另解：，　舍棄
b. 當(dāng)滑塊B與A₂發(fā)生第一次碰撞后，箱子的速度變?yōu)閂₁，滑塊B的速度變?yōu)関₁
 ⑦
 ⑧
解得： ⑨， ⑩
另解：， 舍棄
由結(jié)果可以知道，滑塊B與A₂碰撞后，滑塊B與箱子速度的大小不變，只改變方向
同理，當(dāng)滑塊B再與A₁碰撞后，各自的速度大小不變，只改變方向
滑塊B相對于地面以大小不變?yōu)榈乃俣?IMG style="VERTICAL-ALIGN: middle" border=0 src="http://thumb.zyjl.cn/pic1/upload/papers/g04/20110913/201109131359144211098.gif">做往返的運動
滑塊B兩次碰撞之間的時間間隔