19、(10分)如图所示,在光滑水平地面上,有一质量的平板小车,小车的右端有一固定的竖直挡板,挡板上固定一轻质细弹簧。位于小车上A点处的质量的木块(可视为质点)与弹簧的左端相接触但不连接,此时弹簧与木块间无相互作用力,木块与A点左侧的车面之间的动摩擦因数,木块与A点右侧的车面之间摩擦可忽略不计,现小车与木块一起以的初速度向右运动,小车将与其右侧的竖直墙壁发生碰撞,已知碰撞时间极短,碰撞后小车以的速度水平向左运动,取。
(1)求小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中小车动量变化量的大小;
(2)若弹簧始终处于弹性限度内,求小车撞墙后与木块相对静止时的速度大小和弹簧的最大弹性势能;
(3)要使木块最终不从小车上滑落,则车面A点左侧粗糙部分的长度应满足什么条件?
18.(12分)如图所示,在沙堆表面放置一长方形木块A,其上再放一质量为mB=0.10kg的爆竹B,木块A的质量为mA=6.0kg,当爆竹爆炸时,因反冲作用使木块陷入沙中,从爆竹爆炸到木块停止下陷历时0.1s,已知木块在沙中受到的平均阻力是90N,求爆竹能上升的最大高度,设爆竹中火药的质量及空气阻力忽略不计,取g=10m/s2.
17(12分).美国航空航天局和欧洲航空航天局合作研究的“卡西尼”号土星探测器,在美国东部时间2004年6月30日(北京时间7月1日)抵达预定轨道,开始“拜访”土星及其卫星家族.质量为的“卡西尼”号探测器进入绕土星飞行的轨道,先在半径为R的圆形轨道Ⅰ上绕土星飞行,运行速度大小为v1.为了进一步探测土星表面的情况,当探测器运行到A点时发动机向前喷出质量为△m的气体,探测器速度大小减为v2,进入一个椭圆轨道Ⅱ,运动到B点时再一次改变速度,然后进入离土星更近的半径为r的圆轨道Ⅲ,如图所示.设探测器仅受到土星的万有引力,不考虑土星的卫星对探测器的影响,探测器在A点喷出的气体速度大小为u.求:
(1)探测器在轨道Ⅲ上的运行速率v3和加速度的大小;
(2)探测器在A点喷出的气体质量△m.
16.(12分)如图所示,质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左运动,起始点A与一弹簧O端距离为s,物体与水平面间的动摩擦因数为μ,物体与弹簧相碰后又反弹回来,最终停在A点,求:在滑块与弹簧碰撞过程中最大压缩量是多少?