如图所示为某种游戏装置的示意图,水平导轨
MN和
PQ分别与水平传送带左侧和右侧理想连接,竖直圆形轨道与
PQ相切于
Q。已知传送带长
L=4.0m,且沿顺时针方向以恒定速率
v=3.0m/s匀速转动。两个质量均为
m的滑块
B、
C静止置于水平导轨
MN上,它们之间有一处于原长的轻弹簧,且弹簧与
B连接但不与
C连接。另一质量也为
m的滑块
A以初速度
v0沿
B、
C连线方向向
B运动,
A与
B碰撞后粘合在一起,碰撞时间极短。若
C距离
N足够远,滑块
C脱离弹簧后以速度
vC=2.0m/s滑上传送带,并恰好停在
Q点。已知滑块
C与传送带及
PQ之间的动摩擦因数均为μ=0.20,装置其余部分均可视为光滑,重力加速度
g取10m/s
2。求:
(1)
PQ的距离和
v0的大小;
(2)已知竖直圆轨道半径为0.55m,若要使
C不脱离竖直圆轨道,求
v0的范围。
