16.如圖所示是一個過山車軌道模型,AB是一段與水平方向夾角為α=30°,長為L
1=4.0m的傾斜軌道,通過水平軌道BC(長度L
2=3.6m)與豎直圓軌道CDEFG相連(軌道半徑R=0.4m,圓軌道最低點C、G略有錯開),出口為水平軌道GH,在GH的右端豎直擋板上固定著一個輕質(zhì)彈簧,小球與BC軌道的動摩擦因數(shù)μ可以調(diào)節(jié),整個軌道除BC段以外都是光滑的。一個質(zhì)量m=1kg的小球(可視為質(zhì)點)以水平初速度v
0從某一高處水平拋出,到A點時速度v
A=4m/s,方向恰沿AB方向,并沿傾斜軌道滑下。已知所有軌道轉(zhuǎn)折處均有光滑微小圓弧相接,小球滑過時無機械能損失。g取10m/s
2,則:
(1)小球水平拋出的位置離A點的水平距離x多大?
(2)要讓小球能第一次通過圓軌道的最高點E,動摩擦因數(shù)的最大值μ
m是多少?
(3)若小球從A進入軌道后一共能兩次通過圓軌道的最高點E,且始終不脫離軌道ABCDEFGH,則動摩擦因數(shù)的取值應(yīng)滿足什么條件?