如图所示,三个质量均为m的小物块A、B、C,放置在水平地面上,A紧靠竖直墙壁,一劲度系数为k的轻弹簧将A、B连接,C紧靠B,开始时弹簧处于原长,A、B、C均静止。现给C施加一水平向左、大小为F的恒力,使B、C一起向左运动,当速度为零时,立即撤去恒力,一段时间后A离开墙壁,最终三物块都停止运动。已知A、B、C与地面间的滑动摩擦力大小均为f,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧始终在弹性限度内。(弹簧的弹性势能可表示为:Ep=12kx2,k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)
(1)求B、C向左移动的最大距离x0和B、C分离时B的速度大小v0;
(2)为保证B、C分离后,B能继续向右运动,求恒力F应满足什么条件;
(3)为保证A能离开墙壁,求恒力的最小值Fmin;
(4)若F=6f,求撤去恒力后,C运动的最大速度vm和最大位移为xm。
E
p
=
1
2
k
x
2
【答案】(1)B、C向左移动的最大距离x0和B、C分离时B的速度大小v0为;
(2)为保证B、C分离后,B能继续向右运动,恒力F应满足F>4f;
(3)为保证A能离开墙壁,恒力的最小值Fmin为;
(4)若F=6f,撤去恒力后,C运动的最大速度vm为,最大位移为xm为。
2
F
-
4
f
k
,
2
F
2
-
12
F
f
+
16
f
2
km
(2)为保证B、C分离后,B能继续向右运动,恒力F应满足F>4f;
(3)为保证A能离开墙壁,恒力的最小值Fmin为
(
3
+
10
2
)
f
(4)若F=6f,撤去恒力后,C运动的最大速度vm为
3
f
2
km
16
f
k
【解答】
【点评】
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