15.
(2021高三上·葫芦岛月考)
如图所示,水平地面上固定一倾角为
的斜面,圆弧
和
均为半径
的竖直固定的
光滑圆轨道,D点的切线方向恰好水平,斜面
和圆弧
之间有一小段光滑的圆弧连接.一质量
的小物体(视为质点)在A点由静止释放,小物体从进入圆弧轨道开始受到始终竖直向上的力
的作用,当小物体运动到圆弧
的末端D入圆弧轨道开始受到始终竖直向上的力
的作用,当小物体运动到圆弧
的末端D时作用力F立即消失,小物体最终落在水平地面上的E点.已知小物体与斜面间的动摩擦因数
,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,斜面的长度
,
与
之间有一内径略大于小物体的小圆管,取重力加速度大小
,不计空气阻力.求: