如图所示,光滑圆弧形凹槽
ABC放在水平地面上,
O为圆心,
A、C两点等高且为圆弧边缘,
B为最低点,张角∠
AOC可随意调节,圆弧半径
r=0.5m。现将OA与竖直方向的夹角
θ1调为53°,把一个质量
m=0.1kg的小球从水平桌面的边缘
P点以
v0=3
m/s向右水平抛出,该小球恰能从
A点沿圆弧的切线方向进入凹槽。已知sin53°=0.8,重力加速度
g=10
m/s2,不计空气阻力。

(1)求小球运动到
A点时的速度大小;
(2)求小球在
B点时对轨道的压力大小;
(3)改变
θ1和
v0的大小,同时把凹槽在水平地面上左右移动,使小球仍能从
A点沿切线方向进入凹槽。若
PA与竖直方向的夹角为
θ2,试证明:

。