15.如圖,豎直平面內(nèi)的軌道由高為4R、傾角為37°的粗糙直軌道AB和半徑為R的
圓光滑軌道BC組成。在C正上方有一離地高度為2R的勻速旋轉(zhuǎn)平臺,沿平臺直徑方向開有兩個到軸心距離相等的小孔P、Q,旋轉(zhuǎn)時兩孔均能到達C點正上方。一質(zhì)量為m的小滑塊從A點由靜止出發(fā),在沿AB向下的恒力F作用下以加速度a=gsin37°(g為重力加速度)沿AB向下運動,至B點時撤去F。已知滑塊與AB間的動摩擦因數(shù)μ=
,不計滑塊在B處的機械能損失。
(1)求F的大小,判斷滑塊在AB上運動時機械能是否守恒并說明理由。
(2)滑塊沿軌道通過C點,恰從P孔第一次向上穿過平臺又從P孔落下(期間平臺轉(zhuǎn)一圈),返回軌道運動至AB軌道上D點后再次沿軌道通過C點,從P孔第二次穿過平臺后恰從Q孔落下。求:
①平臺轉(zhuǎn)動的角速度大小ω;
②與第一次落回C點相比,滑塊第二次落回C點的機械能減少了多少?
③D點的高度h
D。