(18分)如图所示,一小球从A点以某一水平向右的初速度出发,沿水平直线轨道运动到B点后,进入半径
的光滑竖直圆形轨道,圆形轨道间不相互重叠,即小球离开圆形轨道后可继续向C点运动,C点右侧有一壕沟,C、D两点的竖直高度
,水平距离
,水平轨道AB长为
.小球与水平轨道间的动摩擦因数
,重力加速度
.则:
(1)若小球恰能通过圆形轨道的最高点,求小球在A点的初速度?
(2)若小球既能通过圆形轨道的最高点,又不掉进壕沟,求小球在A点的初速度的范围是多少?

(18分)如图所示,一小球从A点以某一水平向右的初速度出发,沿水平直线轨道运动到B点后,进入半径
的光滑竖直圆形轨道,圆形轨道间不相互重叠,即小球离开圆形轨道后可继续向C点运动,C点右侧有一壕沟,C、D两点的竖直高度
,水平距离
,水平轨道AB长为
.小球与水平轨道间的动摩擦因数
,重力加速度
.则:
(1)若小球恰能通过圆形轨道的最高点,求小球在A点的初速度?
(2)若小球既能通过圆形轨道的最高点,又不掉进壕沟,求小球在A点的初速度的范围是多少?

(18分)解:(1)小球恰能通过最高点
①(2分)
由B到最高点
②(2分)
由
③(2分)
解得:在A点的初速度
④(1分)
(2)若
时,设小球将停在距B点处
解得:
⑤(2分)
若小球刚好停在处,则有:
⑥(2分)
则
若小球停在BC段,则有
⑦(1分)
若小球能通过C点,并越过壕沟,则有:
⑧(1分)
⑨(1分)
⑩(2分)
则有:
(1分)
欲满足题意:
(1分)