Question

急！一高中物理题

小车A小物块B由绕过轻质定滑轮的细线相连，小车A放在足够长的水平桌面上，BC两小物块在竖直方向上通过劲度系数为K的轻质弹簧相连，C放在水平地面上。现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用并保证滑落左侧细线竖直，右侧细线于桌面平行，已知ABC的质量均为M，A与桌面的动摩擦因数为0.2重力加速度为g，弹簧的弹性势能表达式为Ep=1/2K△x² ，k为弹簧的劲度系数△x是弹簧的伸长量或压缩量，细线于滑落之间的摩擦不记。开始时整个系统处于静止状态，对A施加一个恒定的水平拉力F后，A向右运动至速度最大时，C正好离开地面，（1）求拉力F大小（2）拉力F做的功，（3）C恰好离开地面时A的速度。

Answer 1

（1）
对A受力分析，当速度达到最大时受力平衡，则有
F = f + F`
f = μMg
对B
F` = kx + Mg
对C
kx = Mg
联立得 F = 2.2Mg
（2）
由功的定义，W = Fx
对C受力分析，Mg = Kx
联立得 W = 2.2M²g²/K
(3)
整个系统能量守恒，A的动能增加、摩擦生热，B的动能、重力势能增加，弹簧弹性势能增加而F做功输入能量
则
W = 1/2 Mv² + μMgx + 1/2 Mv² + Mgx + 1/2 Kx²
解得v = 0.5 Mg² /k