如图甲所示,轻质弹簧原长为2
L,将弹簧竖直放置在水平地面上,在其顶端将一质量为

的物体由静止释放,当弹簧被压缩到最短时,弹簧长度为
L。现将该弹簧水平放置,如图乙所示。一端固定在
A点,另一端与物块
P接触但不连接。
AB是长度为5
L的水平轨道,
B端与半径为
L的光滑半圆轨道
BCD相切,半圆的直径
BD在竖直方向上。物块
P与
AB间的动摩擦因数

,用外力推动物块
P,将弹簧压缩至长度为
L处,然后释放
P,
P开始沿轨道运动,重力加速度为

。
(1)求当弹簧压缩至长度为L时的弹性势能

;
(2)若
P的质量为

,求物块离开圆轨道后落至
AB上的位置与
B点之间的距离;
(3)为使物块
P滑上圆轨道后又能沿圆轨道滑回,求物块
P的质量取值范围。
