2.
如图
甲
所示,质量
的木板静止在光滑水平地面上,右侧的竖直墙面固定一个处于自然状态下轻弹簧,其弹力随伸长量变化如图
乙
所示。质量
的小物块从高为
的光滑固定圆弧轨道上由静止下滑,圆弧轨道底端的切线水平,小物块可从圆弧轨道的底端无能量损失地滑上木板,两者共速时速度为
, 此时木板未与弹簧接触。木板足够长,小物块与木板间的动摩擦因数
, 最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧始终处在弹性限度内,重力加速度
。求:
(1)小物块滑上木板时的初速度的大小;
(2)两者共速时速度的大小及此过程系统摩擦产生的热量
(3)木板与弹簧接触以后,到小物块与木板之间即将相对滑动时,此过程克服弹簧弹力做功W及此时木板速度的大小。