如图甲所示,水平桌面的左端固定一竖直放置的光滑圆弧轨道,其半径R=0.5m,圆弧轨道底端与水平桌面相切于C点,桌面CD长L=1m,高h2=0.5m,有质量为m(m为未知)的小物块从圆弧上A点由静止释放,A点距桌面的高度h1=0.2m,小物块经过圆弧轨道底端滑到桌面CD上,在桌面CD上运动时始终受到一个水平向右的恒力F作用。然后从D点飞出做平抛运动,最后落到水平地面上。设小物块从D点飞落到水平地面上的水平距离为x,如图乙是x2—F的图象,取重力加速度g=10m/s2。
(1)试写出小物块经D点时的速度vD与x的关系表达式。
(2)小物块与水平桌面CD间动摩擦因数μ是多少?
(3)若小物块与水平桌面CD间动摩擦因数μ是从第(2)问中的值开始由C到D均匀减小,且在D点恰好减小为0。再将小物块从A由静止释放,经过D点滑出后的水平位移大小为1m,求此情况下的恒力F的大小。
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