如图甲所示,
ABC为水平轨道,与固定在竖直平面内的半圆形光滑轨道
CD平滑连接,C
D为竖直直径,轨道半径为
R=0.2m。有一轻弹簧,左端固定在
A点,弹簧处于自然状态时其右端恰好位于
B点,
B点左侧轨道
AB光滑,右侧轨道
BC动摩擦因数
μ=0.1,
BC长为
L=1.0m;用质量为
m=0.2kg的小物块缓慢压缩弹簧(不拴接),使弹簧储存一定弹性势能
EP后释放,物块经过
B点继续运动从
C点进入圆轨道,并通过
D点;用力传感器测出小物块经过
D点时对轨道压力
F;改变弹簧压缩量,探究轨道
D点受到压力
F与弹簧弹性势能
EP的关系。弹簧形变都在弹性限度之内,重力加速度
g取10m/s
2,求:


(1)小物块释放后运动到
C点,此过程小物块克服摩擦力做功;
(2)压力
F随弹簧的弹性势能
EP变化的函数表达式;
(3)在图乙中画出
F随弹性势能
EP变化的图线.