如图所示,内壁光滑、半径为
半圆轨道AB固定在竖直面内,底端A与水平面相切,最高点B的末端是封闭的。水平面上有一倾角为
的粗糙斜面。将一枚质量为
的小球从斜面上的C点由静止释放,小球到达圆轨道最高点
点时立即原速反弹,此时小球对圆轨道的外壁压力恰好为零。水平轨道AD长度为
, 小球可看作质点,与斜面以及水平轨道动摩擦因数为
, 小球经过D点速度大小不变,重力加速度为
, 空气阻力忽略不计。求:
(1)小球首次经过A点时圆轨道对小球的支持力的大小;
(2)斜面上的C点相对与水平面的高度;
(3)小球反弹后再次冲上圆轨道的最大高度。