如图,光滑半圆形轨道半径为R,水平面粗糙,弹簧自由端D与轨道最低点C距离为4R,一质量为m的可视为质点的

如图,光滑半圆形轨道半径为R,水平面粗糙,弹簧自由端D与轨道最低点C距离为4R,一质量为m的可视为质点的小物块自圆轨道中点B由静止释放,压缩弹簧后被弹回到D点恰好静止。已知物块与水平面的动摩擦因数为0.2:重力加速度为g,弹簧始终处在弹性限度内,求: 小题1:弹簧的最大压缩量和最大弹性势能小题2:现把D点右侧水平地面打磨光滑,且已知弹簧压缩时弹性势能与压缩量的二次方成正比,使小物块压缩弹簧,释放后能通过半圆轨道最高点A,压缩量至少是多少?


小题1:
小题2:

(1)设最大压缩量为 ,最大弹性势能为 ,由动能定理得
          ①
得                      ②
返回过程              ③
得                  ④
(2)设压缩量至少为  ,相应的弹性势能为
                         ⑤
                        ⑥
      ⑦
联立⑤⑥⑦解得            ⑧
评分标准:①③⑦⑧式各2分,②④⑤⑥式各1分
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