15.如圖所示,一“U形槽”滑塊由兩個(gè)光滑內(nèi)表面的
圓弧形槽AB、CD和粗糙水平面BC組合而成,質(zhì)量M=1.5kg,置于光滑的水平面上,其左端有一固定擋板P,另一質(zhì)量m=1kg的物塊從A點(diǎn)正上方距離BC水平面的高度h=5m處自由下落,恰好從A相切進(jìn)入槽內(nèi),通過(guò)BC部分進(jìn)入圓弧槽CD。已知“U形槽”圓弧的半徑r=1m,水平軌道部分BC長(zhǎng)l=3m,物塊與“U形槽”水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,重力加速度g=10m/s
2。
(1)求物塊第一次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)對(duì)“圓弧型槽AB”的壓力F
N;
(2)求物塊從“U形槽”D點(diǎn)分離后能到達(dá)的距離水平面的最大高度H;
(3)當(dāng)“U形槽”的速度最大時(shí),求物塊的速度v
1?最終物塊的運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),求物塊在BC部分運(yùn)動(dòng)的總路程x。