2.
(2016•宁波模拟)如图所示,是一儿童游戏机的简化示意图.光滑游戏面板与水平面成一夹角θ,半径为R的四分之一圆弧轨道BC与长度为8R的AB直管道相切于B点,C点为圆弧轨道最高点(切线水平),管道底端A位于斜面底端,轻弹簧下端固定在AB管道的底端,上端系一轻绳,绳通过弹簧内部连一手柄P.经过观察发现:轻弹簧无弹珠时,其上端离B点距离为5R,将一质量为m的弹珠Q投入AB管内,设法使其自由静止,测得此时弹簧弹性势能E
p=
mgRsinθ.已知弹簧劲度系数k=
.某次缓慢下拉手柄P使弹簧压缩,后释放手柄,弹珠Q经C点被射出,假设所有轨道均光滑,忽略空气阻力,弹珠可视为质点,直管AB粗细不计.求:
(1)调整手柄P的下拉距离,可以使弹珠Q经BC轨道上的C点射出,落在斜面底边上的不同位置,其中与A的最近距离是多少?
(2)若弹珠Q落在斜面底边上离A的距离为10R,求它在这次运动中经过C点时对轨道的压力为多大?
(3)在(2)的运动过程中,弹珠Q离开弹簧前的最大速度是多少?