如图所示,光滑半圆弧轨道半径为
R,
OA为水平半径,
BC为竖直直径。一质量为
m的小物块自
A处以某一竖直向下的初速度滑下,进入与
C点相切的粗糙水平轨道
CM上。在水平轨道上有一轻弹簧,其一端固定在竖直墙上,另一端恰位于轨道的末端
C点(此时弹簧处于自然状态)。若物块运动过程中弹簧最大弹性势能为
Ep,且物块被弹簧反弹后恰能通过
B点。已知物块与水平轨道间的动摩擦因数为
μ,重力加速度为
g,求:
(1)物块离开弹簧刚进入半圆轨道时对轨道的压力
FN的大小;
(2)弹簧的最大压缩量
d;
(3)物块从
A处开始下滑时的初速度
v0。