3.
如图所示,质量为m的小球穿过竖直杆,与一自然长度为L轻质弹性绳相连。弹性绳跨过M处的光滑小滑轮,右端固定在N点,O、M、N处于同一水平线上且
。从O点静止释放小球,小球可以到达最低点P,其中
。已知小球与竖直杆之间的摩擦因数为μ,弹性绳劲度系数为k始终在弹性限度内,弹性势能
(x为形变量),最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,空气阻力不计。求:
(1)小球从O点释放时的加速度大小a;
(2)小球从O点运动到P点过程中弹性绳做的功W;
(3)若O点下方有一Q点且 , 则小球第一次经过Q点时的动能。