3.
一游戏装置由水平弹射装置、传送带、水平直轨道BC、足够长的凹槽CHID、水平直轨道DE、螺旋圆形轨道EFP、水平直轨道PQ和放在Q处的竖直挡板组成,螺旋圆形轨道与轨道DE、PQ相切于
处,螺旋圆形轨道半径
。传送带的水平部分AB长
, 沿顺时针运行的速率
。PQ间距离
。凹槽CHID内有一无动力摆渡车,并紧靠在竖直侧壁CH处,摆渡车质量
, 上表面与A、B、C、D、E、Q点在同一水平面,若摆渡车碰到凹槽的DI侧壁时将立刻被锁定。现将一个质量
的滑块(可视作质点)向左压缩弹簧至O点由静止释放
, 弹簧的弹力F与滑块在OA段运动的位移x的关系如图乙所示。已知滑块与传送带、摆渡车上表面间的动摩擦因数均为
, 滑块与轨道PQ间的动摩擦因数为
, 此外其他各段表面均光滑,且各处平滑连接。重力加速度取
。求: