10. 如图所示是某游戏装置的示意图,ABC为固定在竖直平面内的截面为圆形的光滑轨道,直轨道AB与水平成
θ=37°放置,且与圆弧轨道BC相切连接,AB长为
L1=0.4m,圆弧轨道半径
r=0.25m,C端水平,右端连接粗糙水平面CD和足够长的光滑曲面轨道DE,D是轨道的切点,CD段长为
L2=0.5m.一个质量为
m=1kg的可视为质点的小物块压缩弹簧后被锁定在A点,解除锁定后小物块被弹出,第一次经过D点的速度为
vD=1m/s,小物块每次发射前均被锁定在A位置,通过调整弹簧O
1端的位置就可以改变弹簧的弹性势能,已知弹簧的弹性势能最大值为
Epm=13J,小物块与水平面CD间的摩擦因数
μ=0.3.求:
(1)小物块第一次运动到BC轨道的C端时对轨道的压力大小;
(2)小物块第一次发射前弹簧的弹性势能大小:
(3)若小物块被弹出后,最后恰好停在CD中点处,不计小球与弹簧碰撞时的能量损失,则小物块被锁定时的弹性势能可能多大.