如图所示,粗糙绝缘水平地面AP与光滑绝缘半圆弧竖直轨道PQ相切于P点,PQ右侧有水平向右的匀强电场,场强大小E=mgq,圆轨道半径为R,AP长度L1=5R。A点左侧有一弹射装置,A点右侧B处静置一质量为m带电荷量为+q的滑块C,AB长度L2=R。现用此装置来弹射一质量为m的滑块D,滑块D在A点获得弹簧储存的全部弹性势能后向右运动,到达B点与C发生完全弹性碰撞(碰撞过程C电荷量不变),碰撞后滑块C继续向右运动到P点进入光滑圆轨道,通过最高点Q后水平抛出。若滑块C运动到Q点恰好不受轨道压力,滑块C、D与地面的动摩擦因数均为μ=0.5,不计空气阻力,滑块都可看作质点,弹簧始终在弹性限度内。试求:
(1)滑块C落地点到P点距离大小;
(2)滑块C对圆弧轨道的最大压力大小;
(3)弹簧的弹性势能大小。
E
=
mg
q
【答案】(1)滑块C落地点到P点距离大小是2R;
(2)滑块C对圆弧轨道的最大压力大小是(3+3)mg;
(3)弹簧的弹性势能大小是5mgR。
(2)滑块C对圆弧轨道的最大压力大小是(3+3
2
(3)弹簧的弹性势能大小是5mgR。
【解答】
【点评】
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