15.學校科技小組設計了“e”字型豎直軌道。該軌道由兩個光滑半圓形軌道ABC、CDE和粗糙的水平直軌道EF組成,末端與豎直的彈性擋板OF連接,軌道CDE半徑r=0.1m,軌道ABC半徑為2r,A端與地面相切。質(zhì)量m=0.2kg的小滑塊從光滑水平地面P點以速度v
0=2
m/s滑上軌道,運動到F點時與擋板發(fā)生完全彈性碰撞并以原速率反彈,已知直線軌道EF長為L=0.5m,小滑塊與軌道EF的動摩擦因數(shù)μ=0.5,其余阻力均不計,小滑塊可視為質(zhì)點,重力加速度g取10m/s
2。求:
(1)小滑塊第一次經(jīng)過軌道最高點C時的速率;
(2)小滑塊最終停止的位置到F點的距離;
(3)若改變小滑塊的初速度,使小滑塊能停在EF軌道上,且運動過程中不脫離軌道,則小滑塊的初速度應滿足什么條件?(結果可含根號)