如图所示,半径为
R的水平圆盘可绕着过圆心
O的竖直轴转动,在圆盘上从圆心
O到圆盘边缘开有一沿半径方向的光滑细槽.一根原长为
R的轻弹簧置于槽内,一端固定在圆心
O点,另一端贴放着一质量为
m的小球,弹簧始终在弹性限度内.

(1)若小球在沿槽方向的力
F1作用下,在圆盘边缘随圆盘以角速度
ω0转动,求
F1的大小;
(2)若圆盘以角速度
ω1转动,小球被束缚在槽中距离圆盘边缘为
x的
P点,此时弹簧的弹性势能为
EP.解除束缚后,小球从槽口飞离圆盘时沿槽方向的速度大小为
v,求此过程中槽对小球做的功
W1;
(3)若圆盘以角速度
ω2转动,小球在沿槽方向推力作用下,从圆盘边缘缓慢向内移动距离
x到达
P点.如果推力大小保持不变,求弹簧的劲度系数
k以及此过程中推力做的功
W2.