3.
如图所示,在足够长的光滑水平面上有两个小物块A、B和凹槽C。物块A的质量为m,物块B的质量为3m,凹槽C的质量为3m,A、B相距为l,凹槽C的左端与B相距为3l,凹槽左、右槽壁的距离为3l且槽壁的厚度忽略不计,凹槽C内放一质量为6m的小物块D。物块D与左边槽壁的距离为l,与凹槽之间的动摩擦因数μ=0.01。开始时物块、凹槽均静止,现给物块A施加水平向右的恒力F,物块A向右做匀加速运动,一段时间后与B发生弹性碰撞,碰撞前的瞬间立刻撤去恒力F。B与凹槽C碰撞立即粘在一起运动。已知m=1kg,l=1m,F=32N,取重力加速度g=10m/s
2 , 物块A、B、D均可视为质点,物块D与凹槽壁的碰撞没有能量损失,且所有碰撞时间均忽略不计。求:
(1)小物块A和B发生碰撞后各自的速度;
(2)物块D与凹槽相对静止时,物块D距凹槽左侧碰撞的次数;
(3)从物块D开始运动到物块D与凹槽相对静止时,物块D运动的位移大小。