1. (2023高二上·徐州期中)  如图所示，AC为3m长的水平桌面，其中AB段粗糙，BC段光滑且长为2m。质量长度为1m的匀质长方体物块，静置于桌面上的AB部分，另有一个质量的小球，静置于桌面上靠近C的位置。现有一水平向左的恒力F作用于物块上，当物块完全经过B点时立即撤去恒力F，随后物块与小球发生弹性正碰，碰撞后小球从D点进入光滑的圆弧形轨道，再从H点进入光滑半圆形凹槽，凹槽右侧有一固定挡板，挡板左侧的水平地面光滑。已知小球在D处对轨道的压力为小球重力的3倍，物块与桌面AB部分的动摩擦因数 ， 圆弧形轨道的半径 ， 半圆形凹槽的半径 ， CD间距和EH间距均略大于小球直径，小球直径远小于 ， 重力加速度。

1. （1） 求小球在D点的速度；
3. （2） 求恒力F的大小；
5. （3） 若使小球不从凹槽左侧冲出去，求半圆形凹槽的质量M需满足的条件。