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如图所示,半径为0.3m的光滑半圆形细轨道竖直固定在地离地0.4m处固定一水平长直光滑杆,杆与轨道在同一竖直平面内.A、B为质量均为2kg的小环,A套在杆上,B套在轨道上,一条不可伸长的细绳,绕过固定在杆上P点、可绕水平轴自由转动的定滑轮将两环连接起来,P点在O点的正上方.两环均可看作质点,且不计滑轮大小.在环A上施加一个大小为55N的水平向右恒力F,使B从地面由静止沿轨道上升,在B上升到最高点的过程中该恒力做功为______J,B被拉到最高点时的速度大小为______m/s.
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设半圆形细轨道半径为r,根据几何关系得:A环移动的位移大小为x=
BO2+PO2
-(PO-r)
=
0.32+0.42
-(0.4-0.3)(m)=0.4m,则在B上升到最高点的过程中该恒力做功为W=Fx=55×0.4J=22J.
B被拉到最高点时速度沿水平方向,A环的速度恰好为零,对两环组成的整体为研究,根据动能定理得:
   W-mgr=
1
2
mv2
,代入解得v=4m/s.
故答案为:22,4
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J,B被拉到最高点时的速度大小为
4
4
m/s.

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