如图,半径为
的四分之一光滑圆轨道固定在竖直平面内,其末端与水平地面
相切于P点,
的长度
。一长为
的水平传送带以恒定速率
逆时针转动,其右端与地面在M点无缝对接。物块a从圆轨道顶端由静止释放,沿轨道下滑至P点,再向左做直线运动至M点与静止的物块b发生弹性正碰,碰撞时间极短。碰撞后b向左运动到达传送带的左端N时,瞬间给b一水平向右的冲量I,其大小为
。以后每隔
给b一相同的瞬时冲量I,直到b离开传送带。已知a的质量为
的质量为
, 它们均可视为质点。a、b与地面及传送带间的动摩擦因数均为
, 取重力加速度大小
。求: