设向右为正方向;木板第一次与墙碰撞后,向左匀减速直线运动,直到静止,再反向向右匀加速直线运动直到与重物有共同速度,再往后是匀速直线运动,直到第二次撞墙.
(1)木板第一次与墙碰撞后,重物与木板相互作用直到有共同速度,动量守恒,有:2mv0-mv0=(2m+m)v,
解得:v=
v0 3
(2)木板在第一个过程中,用动量定理,有:mv-m(-v0)=μ2mgt1
用动能定理,有:
mv2?1 2
mv02=?μ2mgs1 2
木板在第二个过程中,匀速直线运动,有:s=vt2
木板从第一次与墙碰撞到第二次碰撞所经历的时间为:t=t1+t2=
+2v0
3μg
=2v0
3μg
4v0
3μg
(3)由(1)的解答可知,每次碰后速度减小为原来的
,则时间也将减小为原来的1 3
;1 3
木板从第二次与墙碰撞到第三次碰撞所经历的时间为:t′=t3+t4=
×1 3
4v0
3μg
木板从第三次与墙碰撞到第四次碰撞所经历的时间为:t″=t4+t5=(
)2×1 3
4v0
3μg
总时间为:t总=
×[1+4v0
3μg
+(1 3
)2+…]=1 3
2v0
μg
答:(1)木板第一次与墙碰撞后,重物与木板的共同速度
v0 3
(2)木板从第一次与墙碰撞到第二次碰撞所经历的时间
4v0
3μg
(3)木板从第一次与墙碰撞开始,整个运动过程所经历的时间
.4v0
μg