生产小钢球的工厂为提高装配效率设计一款装置,其模型简化如下。ABCD可视为足够大的光滑矩形斜面,其与水平面夹角为
, 斜面上固定半径为R的光滑圆弧轨道MKN,其中K为圆弧最低点,半径OM与AD垂直,ON与MO延长线夹角为
, 某质量为m的钢球沿水平管道以大小为v的初速度从斜面左边缘P点滑上斜面,并恰好沿N点切线方向进入圆弧轨道做圆周运动,钢球滑行的最高点Q处有装配箱(图中未画出),已知重力加速度为g,求:
(1)钢球在N点的速度大小;
(2)PQ之间的距离;
(3)钢球运动到K点受轨道支持力大小。