如图所示,竖直放置的轻弹簧一端固定于水平地面,质量
kg的小球在轻弹簧正上方某处静止下落,同时受到一个竖直向上的恒定阻力。以小球开始下落的位置为原点,竖直向下为x轴正方向,取地面为重力势能零势能参考面,在小球下落至最低点的过程中,小球重力势能
、弹簧的弹性势能
随小球位移变化的关系图线分别如图甲、乙所示,弹簧始终在弹性限度范围内,重力加速度
。试求小球:
(1)在最低点时的重力势能;
(2)在下落过程中受到的阻力大小;
(3)下落到最低点过程中的动能最大值。(已知在弹性限度内弹簧弹性势能与弹簧形变量满足: , x为弹簧的形变量)