题目内容

图中,轻弹簧的一端固定,另一端与滑块B相连,B静止在水平导轨上,弹簧处在原长状态。另一质量与B相同滑块A,从导轨上的P点以某一初速度向B滑行,当A滑过距离时,与B相碰,碰撞时间极短,碰后AB紧贴在一起运动,但互不粘连。已知最后A恰好返回出发点P并停止。滑块AB与导轨的滑动摩擦因数都为,运动过程中弹簧最大形变量为,求AP出发时的初速度

AB质量均为mA刚接触B时速度为v1(碰前),由动能关系,有

AB碰撞过程中动量守恒,令碰后AB共同运动的速度为v2,有mv1=2mv2

碰后AB先一起向左运动,接着AB一起被弹回,在弹簧恢复到原长时,设AB的共同速度为v3,在这过程中,弹簧势能始末两态都为零.

此后AB开始分离,A单独向右滑到P点停下,由功能关系有

由以上各式解得

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