如图所示,一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道(在最低点E分别与水平轨道EO和EA相连)、高度h可调的斜轨道AB组成。游戏时,滑块从O点弹出,经过圆轨道并滑上斜轨道。全程不脱离轨道,且恰好停在B端,则视为游戏成功。已知圆轨道半径r=0.1m,OE长度L1=0.2m,AC长度L2=0.4m,圆轨道和AE光滑,滑块与AB、OE之间的动摩擦因数均为μ=0.5,滑块质量m=2g,可视为质点。弹射时,从静止释放滑块,弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能。忽略空气阻力,各部分平滑连接,取g=10m/s2,求:
(1)滑块恰好通过圆轨道最高点F时的速度大小;
(2)当h=0.1m且游戏成功时,滑块经过E点对圆轨道的压力FN大小及弹簧的弹性势能EP0;
(3)要使游戏成功,弹簧的弹性势能EP与高度h之间满足的关系。

【答案】(1)滑块恰好通过圆轨道最高点F时的速度大小是1m/s;
(2)当h=0.1m且游戏成功时,滑块经过E点对圆轨道的压力FN大小是0.14N,弹簧的弹性势能EP0是8.0×10-3J;
(3)要使游戏成功,弹簧的弹性势能EP与高度h之间满足的关系为,其中0.05m≤h≤0.2m。
(2)当h=0.1m且游戏成功时,滑块经过E点对圆轨道的压力FN大小是0.14N,弹簧的弹性势能EP0是8.0×10-3J;
(3)要使游戏成功,弹簧的弹性势能EP与高度h之间满足的关系为
E
p
=
2
×
1
0
-
3
(
10
h
+
3
)
J
【解答】
【点评】
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