（16分）如图所示，长为L、内壁光滑的直管与水平地面成 3…——2011 高考物理第 16 题答案解析

16．（16分）如图所示，长为L、内壁光滑的直管与水平地面成 $3 0 ^ { \circ }$ 角固定放置。将一质量为 m 的小球固定在管底，用一轻质光滑细线将小球与质量为 $\mathbf { M } { = } \mathbf { k } \mathbf { m }$ 的小物块相连，小物块悬挂于管口。现将小球释放，一段时间后，小物块落地静止不动，小球继续向上运动，通过管口的转向装置后做平抛运动，小球在转向过程中速率不变。（重力加速度为 $\mathbf { g } )$

（1）求小物块下落过程中的加速度大小；

（2）求小球从管口抛出时的速度大小；

（3）试证明小球平抛运动的水平位移总小于 $\cdot { \frac { \sqrt { 2 } } { 2 } } \mathrm { I }$ 。