如图甲所示,固定的光滑半圆轨道的直径
PQ沿竖直方向,其半径
R的大小可以连续调节,轨道上装有压力传感器,其位置
N始终与圆心
O等高。质量
M = 1kg、长度
L = 3m的小车静置在光滑水平地面上,小车上表面与
P点等高,小车右端与
P点的距离
s = 2m。一质量
m =2kg的小滑块以
v0 =6m/s的水平初速度从左端滑上小车,当小车与墙壁碰撞后小车立即停止运动。在
R取不同值时,压力传感器读数
F与

的关系如图乙所示。已知小滑块与小车表面的动摩擦因数
μ=0.2,取重力加速度
g=10m/s
2。求:

(1)小滑块到达
P点时的速度
v1;
(2)图乙中
a和
b的值;
(3)在

的情况下,小滑块落在小车上的位置与小车左端的最小距离
xmin。