如圖所示,三個質量均為m的小物塊A、B、C,放置在水平地面上,A緊靠豎直墻壁,一勁度系數(shù)為k的輕彈簧將A、B連接,C緊靠B,開始時彈簧處于原長,A、B、C均靜止。現(xiàn)給C施加一水平向左、大小為F的恒力,使B、C一起向左運動,當速度為零時,立即撤去恒力,一段時間后A離開墻壁,最終三物塊都停止運動。已知A、B、C與地面間的滑動摩擦力大小均為f,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,彈簧始終在彈性限度內。(彈簧的彈性勢能可表示為:EP=12kx2,k為彈簧的勁度系數(shù),x為彈簧的形變量)
(1)求B、C向左移動的最大距離x0和B、C分離時B的動能Ek;
(2)為保證A能離開墻壁,求恒力的最小值Fmin;
(3)若三物塊都停止時B、C間的距離為xBC,從B、C分離到B停止運動的整個過程,B克服彈簧彈力做的功為W,通過推導比較W與fxBC的大小;
(4)若F=5f,請在所給坐標系中,畫出C向右運動過程中加速度a隨位移x變化的圖像,并在坐標軸上標出開始運動和停止運動時的a、x值(用f、k、m表示),不要求推導過程。以撤去F時C的位置為坐標原點,水平向右為正方向。
E
P
=
1
2
k
x
2
【答案】見試題解答內容
【解答】
【點評】
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