2.如圖甲所示,水平面與傾角為θ的足夠長的粗糙斜面在B點(diǎn)平滑銜接,水平面上A點(diǎn)的左邊光滑,右邊粗糙,物塊a、b中間用一根輕質(zhì)彈簧相接并靜止在水平面上,彈簧處于原長,彈簧與物塊a用拴扣(質(zhì)量不計(jì))相連,物塊a的質(zhì)量m
a=3kg。質(zhì)量m
c=4kg的物塊c靜止在水平面上的A點(diǎn)。t=0時(shí)對(duì)物塊a施加水平向右的恒力F,t=4s時(shí)撤去F,在0~4s內(nèi)兩物塊的加速度隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示。當(dāng)物塊b的速度達(dá)到v
b=12m/s,拔掉拴扣(不影響物塊a、b的瞬時(shí)速度),使彈簧與物塊a瞬時(shí)分離,然后撤去彈簧和物塊b。物塊a繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)一段距離后與物塊c發(fā)生正碰,碰撞時(shí)間極短,碰后物塊a恰好停止運(yùn)動(dòng),物塊c向右運(yùn)動(dòng)一段距離,通過B點(diǎn)沿斜面向上滑動(dòng)一段距離后速度減小為零,此后物塊c沿斜面向下滑動(dòng),回到水平面A點(diǎn)的速度為2m/s(不考慮與a相碰)。已知彈簧始終處于彈性限度內(nèi),物塊c通過B點(diǎn)時(shí)沒有機(jī)械能損失,重力加速度取g=10m/s
2,不計(jì)空氣阻力,物塊a、b、c均可視為質(zhì)點(diǎn)。求:
(1)恒力F的大小和b的質(zhì)量m
b;
(2)拔掉拴扣的瞬間,物塊a的速度v
a大??;
(3)物塊a與物塊c發(fā)生正碰時(shí),系統(tǒng)損失的機(jī)械能。
(4)物塊c沿斜面上滑的最大高度h。