21.小明将如图所示的装置放在水平地面上,该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道 AB 和倾角 $\theta = 3 7 ^ { \circ }$ 的斜轨道BC平滑连接而成。质量 $m = 0 . 1 \mathrm { k g }$ 的小滑块从弧形轨道离地高 $H = 1 . 0 \mathrm { m }$ 处静止释放。已知
$R = 0 . 2 \mathrm { m }$ $L _ { \mathrm { { A B } } } = L _ { \mathrm { { B C } } } = 1 . 0 \mathrm { { m } }$ ,滑块与轨道AB 和BC间的动摩擦因数均为 $\mu = 0 . 2 5$ ,弧形轨道和圆轨道均可视为光滑,忽略空气阻力。
(1)求滑块运动到与圆心O 等高的D 点时对轨道的压力;
(2)通过计算判断滑块能否冲出斜轨道的末端C点;
(3)若滑下的滑块与静止在水平直轨道上距A点x处的质量为2m 的小滑块相碰,碰后一起运动,动摩擦因数仍为0.25,求它们在轨道BC上到达的高度h与x之间的关系。(碰撞时间不计, $\sin 3 7 ^ { \circ } = 0 . 6$
$$ \cos 3 7 ^ { \circ } = 0 . 8 \ ) $$

(1) 8N,方向水平向左; (2) 不会冲出; (3) $h = \frac { 1 } { 6 } x - \frac { 5 } { 4 8 } ( \frac { 5 } { 8 } \mathrm { m } < x \leq \mathrm { l m } )$ ); $h = 0 ~ \left( 0 \leq x \leq { \frac { 5 } { 8 } } \mathbf { m } \right)$ 【解析】