如图所示,在空中

点将质量为

的小球以某一水平速度抛出,将无碰撞地由

点进入竖直平面内半径

的内壁光滑圆管弧形轨道,然后经最低点

无能量损失地进入足够长光滑水平轨道,与另一静止的质量为

小球发生碰撞并粘连在一起(不再分开)压缩弹簧,弹簧左端与小球M栓接,弹簧右端与固定挡板栓接。已知圆管的直径远小于轨道半径

且略大于小球直径,

和竖直方向之间的夹角

,

点与

点的竖直高度差

,弹簧始终在弹性限度内,

。求:

(1)小球在

点抛出的水平初速度

(2)小球运动到最低点

时,小球对轨道的压力

的大小(结果保留一位有效数字)
(3)弹簧压缩过程中,弹簧具有的最大弹性势能

(4)若只将弹簧右侧栓接的挡板改为栓接一个质量为

的光滑小球,水平轨道足够长,其它条件保持不变,则三个小球在整个运动和相互作用过程中小球

第二次达到最大速度时,小球M的速度是多少?