如图所示,长为
L的轻杆一端连着质量为
m的小球,另一端与固定于水平地面上
O点的铰链相连,初始时小球静止于地面上,边长为
L、质量为
M的正方体左侧紧靠
O点,且轻杆位于正方体左下边垂直平分线上.现在杆中点处施加一个方向始终垂直杆、大小不变的拉力,当杆转过
θ=45°时撤去此拉力,小球恰好能到达最高点,不计一切摩擦.求:

(1)拉力做的功
W和拉力的大小
F;
(2)撤去拉力
F时小球的动能
Ek;
(3)小球运动到最高点后向右倾倒,当杆与水平面夹角为
α时小球的速度大小
v1(正方体和小球未分开).