3.
某兴趣小组设计的连锁机械游戏装置如图所示。左侧有一固定的光滑弧形轨道AB,其末端B点的切线水平,在轨道末端B点等高处有一质量
的小盒C(左侧开口,可视为质点),小盒C与质量
的物块D(可视为质点)通过光滑定滑轮用轻绳相连,左侧滑轮与小盒C之间的绳长
, 物块D压在质量
的木板E左端,木板E上表面光滑,下表面与水平桌面间的动摩擦因数
(最大静摩擦力等于滑动摩擦力),木板E右端到桌子右边缘固定挡板(厚度不计,带有小孔)的距离
;质量
且粗细均匀的细杆F通过桌子右边缘的光滑定滑轮用轻绳与木板E相连,木板E与定滑轮间轻绳水平,细杆F下端到地面的距离
;质量
的圆环G(可视为质点)套在细杆F上端,环与杆之间的滑动摩擦力和最大静摩擦力相等,大小
。开始时所有装置均静止,现将一质量
的小球(可视为质点)从弧形轨道顶端A处由静止释放,小球进入小盒C时刚好能被卡住(作用时间很短,可不计),此时物块D对木板E的压力刚好为零。木板E与挡板相撞、细杆F与地面相撞后均以原速率反弹,细杆F向上运动过程中,圆环G一直向下运动,且圆环一直没有脱离细杆,不计空气阻力,取重力加速度大小
, 求: