10. 如图所示,粗糙轻杆水平固定在竖直轻质转轴上的
A点。质量为
m的小球和轻弹簧套在轻杆上,小球与轻杆间的动摩擦因数为
μ=
,弹簧原长为0.6
L,左端固定在
A点,右端与小球相连。长为
L的细线一端系住小球,另一端系在转轴上的
B点,
AB间距离为0.6
L。装置静止时将小球向左缓慢推到距
A点0.4
L处时松手,小球恰能保持静止。接着使装置由静止缓慢加速转动。已知小球与杆间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为
g,不计转轴所受摩擦。
(1)求弹簧的劲度系数
k;
(2)求小球与轻杆间恰无弹力时装置转动的角速度
ω;
(3)从开始转动到小球与轻杆间恰无弹力的过程中,外界提供给系统的能量为
E,求该过程摩擦力对小球做的功
W。