如圖所示,兩個(gè)均可視為質(zhì)點(diǎn)且質(zhì)量均為m=2kg的物塊a和b放在傾角為θ=30°的固定光滑且足夠長(zhǎng)的斜面上,在斜面底端和a之間固定連接有一根輕彈簧?,F(xiàn)兩物體處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)彈簧壓縮量為x
0=0.4m。從某時(shí)刻開(kāi)始,對(duì)b施加沿斜面向上的外力,使b始終做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,物塊a、b分離;再經(jīng)過(guò)同樣長(zhǎng)的時(shí)間,b到達(dá)輕彈簧的原長(zhǎng)位置,彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi),重力加速度為g=10m/s
2,求:
(1)在物塊a、b分離時(shí),物塊a的位移x
1和物塊b加速度的大?。?br />(2)在物塊a、b分離前,外力大小隨時(shí)間變化的關(guān)系式;
(3)已知彈簧的彈性勢(shì)能E
p=
kx
2(k為勁度系數(shù),x指相對(duì)于原長(zhǎng)的形變量),那么在a與b分離之后a還能沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的距離。(本題結(jié)果可用根號(hào)表示)