五、功和能在力学中的综合应用一（弹簧问题）1（2021年山东省普通高中学业水平选择性考试）如图所示，三个质量均为m的小物块A、B、C，放置在水平地面上，A紧靠竖直墙壁，一劲度系数为k的轻弹簧将A、B连接，C紧靠B，开始时弹簧处于原长，A、B、C均静止。现给C施加一水平向左、大小为F的恒力，使B、C一起向左运动，当速度为零时，立即撤去恒力，一段时间后A离开墙壁，最终三物块都停止运动。已知A、B、C与地面间的滑动摩擦力大小均为f，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终在弹性限度内。（弹簧的弹性势能可表示为：2p12Ekx，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）（1）求B、C向左移动的最大距离0x和B、C分离时B的动能kE；（2）为保证A能离开墙壁，求恒力的最小值minF；（3）若三物块都停止时B、C间的距离为BCx，从B、C分离到B停止运动的整个过程，B克服弹簧弹力做的功为W，通过推导比较W与BCfx的大小；（4）若5Ff，请在所给坐标系（见答题卡）中，画出C向右运动过程中加速度a随位移x变化的图像，并在坐标轴上标出开始运动和停止运动时的a、x值（用f、k、m表示），不要求推导过程。以撤去F时C的位置为坐标原点，水平向右为正方向。【解析】：（1）从开始到B、C向左移动到最大距离的过程中，以B、C和弹簧为研究对象，由功能关系得2000122Fxfxkx①弹簧恢复原长时B、C分离，从弹簧最短到B、C分离，以B、C和弹簧为研究对象，由能量守恒得200k1222kxfxE②联立①②式得024Ffxk③22k68FfFfEk④（2）当A刚要离开墙时，设弹簧的伸长量为x，以A为研究对象，由平衡条件得kxf⑤若A刚要离开墙壁时B的速度恰好等于零，这种情况下恒力为最小值minF，从弹簧恢复原长到A刚要离开墙的过程中，以B和弹簧为研究对象，由能量守恒得2k12Ekxfx⑥联立①②⑤⑥式得min1032Ff⑦根据题意舍去min1032Ff，得min1032Ff⑧（3）从B、C分离到B停止运动，设B的路程为Bx，C的位移为Cx，以B为研究对象，由动能定理得k0BWfxE⑨以C为研究对象，由动能定理得k0CEfx⑩由B、C的运动关系得CBBCxxx⑪联立⑨⑩⑪式得BCWfx⑫（4）2、（2021年江苏省普通高中学业水平选择性考试）如图所示的离心装置中，光滑水平轻杆固定在竖直转轴的O点，小圆环A和轻质弹簧套在轻杆上，长为的细线和弹簧两端分别固定于O和A，质量为m的小球B固定在细线的中点，装置静止时，细线与竖直方向的夹角为，现将装置由静...
