如图所示，在竖直平面内，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁...

如图所示，在竖直平面内，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径r=0．2m的四分之一细圆管CD，圆管内径略大于小球直径，管口D端正下方直立一根劲度系数为k=100N/m的轻弹簧，弹簧一端固定，另一端恰好与管口D端平齐，一个可视为质点的小球放在曲面AB上，小球质量m=1kg。现从距BC的高度为h=0．6m处由静止释放小球，它与BC间的动摩擦因数μ=0．5，小球进入管口C端时，它对上管壁有FN=10N的相互作用力，通过CD后，在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧弹性势能Ep=0．5J。取重力加速度g=10m/s2。求：

（1）小球通过C点时的速度大小；

（2）水平面BC的长度；

（3）在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm

（1）；（2）（3）【解析】试题分析：（1）设小球在C点处的速度大小为，由牛顿第二定律可知：，，。（2）设BC的长度为S，小球从A运动到C的过程中，由动能定理可知：。（3）当小球所受重力等于弹簧弹力时，小球运动速度最大，设此时弹簧的压缩量为小球从C点运动至速度最大的过程中，由能量守恒可知：，。考点：功能关系、牛顿第一定律、动能定理的应用【名师点睛】解决本题的关键要明确小球的受力情况和能量转化情况．要知道在C点，小球的向心力来源于合力．小球压缩弹簧时合力为零时速度最大。

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考点分析：

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某实验小组利用如题图甲所示的装置探究功和动能变化的关系，他们将宽度为d的挡光片固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与砝码盘相连，在水平桌面上的A、B两点各安装一个光电门，记录小车通过A、B时的遮光时间，小车中可以放置砝码。

（1）实验主要步骤如下：

①将木板略微倾斜以平衡摩擦力，使得细线拉力做的功等于合力对小车做的功。

②将小车停在C点，在砝码盘中放上砝码，小车在细线拉动下运动，记录此时小车、小车中砝码和挡光片的质量之和为M，砝码盘和盘中砝码的总质量为m，小车通过A、B时的遮光时间分别为t1、t2，则小车通过A、B过程中动能的变化量ΔE=_______（用字母M、t1、t2、d表示）。

③在小车中增减砝码或在砝码盘中增减砝码，重复②的操作。

④用游标卡尺测量挡光片的宽度d

（2）下表是他们测得的多组数据，其中M是小车、小车中砝码和挡光片的质量之和，|v－v|是两个速度的平方差，可以据此计算出动能变化量ΔE，取绳上拉力F大小近似等于砝码盘及盘中砝码的总重力，W是F在A、B间所做的功。表格中ΔE3＝_______，W3＝__________（结果保留三位有效数字）。

次数	/kg	\|v-v\|/（m/s）2	ΔE/J	F/N	W/J
1	1．000	0．380	0．190	0．400	0．200
2	1．000	0．826	0．413	0．840	0．420
3	1．000	0．996	ΔE3	1．010	W3
4	2．000	1．20	1．20	2．420	1．21
5	2．000	1．42	1．42	2．860	1．43

（3）若在本实验中没有平衡摩擦力，假设小车与水平长木板之间的动摩擦因数为。利用上面的实验器材完成如下操作：保证小车质量不变，改变砝码盘中砝码的数量（取绳上拉力近似为砝码盘及盘中砝码的总重力），测得多组m、、的数据，并得到m与的关系图像，如图乙所示。已知图像在纵轴上的截距为b，直线PQ的斜率为k，A、B两点的距离为s，挡光片的宽度为d，则=_______（用字母b、d、s、k、g表示）。