15.如圖所示,右側(cè)帶有豎直擋板(質(zhì)量不計)的木板靜置在足夠大的光滑水平面上,木板的質(zhì)量為m;水平輕彈簧的左端與質(zhì)量為
m的滑塊(視為質(zhì)點)拴接,右端與擋板拴接,彈簧處于原長狀態(tài)。一質(zhì)量為
m的小球以大小為v
0的速度水平向左運(yùn)動,一段時間后,t=0時刻小球與木板發(fā)生彈性正碰(碰撞時間極短),t=t
0時刻滑塊與木板第一次速度相同,此時彈簧的彈性勢能為
。已知滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,彈簧始終在彈性限度內(nèi),最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等。
(1)求碰撞后瞬間小球的速度大小和方向;
(2)求0~t
0時間內(nèi)彈簧對滑塊的沖量大小I;
(3)證明在滑塊的整個運(yùn)動過程中,滑塊與木板間因摩擦產(chǎn)生的熱量Q>
。