粗糙絕緣水平地面AP與光滑絕緣半圓弧豎直軌道PQ相切P點，PQ右側(cè)（含PQ）有水平向右的勻強電場，電場強度大小為E=3mg4q，圓軌道半徑為R，AP長度L1=5R。A點左側(cè)有一彈射裝置，A點右側(cè)B處靜置一質(zhì)量為m帶電荷量為+q的滑塊C，AB長度L2=R，如圖所示?，F(xiàn)用此裝置來彈射一質(zhì)量為2m的滑塊D，滑塊D在A點獲得彈簧儲存的全部彈性勢能后向右運動，到達B點與C發(fā)生彈性碰撞（碰撞過程中C的電荷量不變），碰撞后滑塊C繼續(xù)向右運動到P點進入光滑圓軌道?；瑝KC、D與地面的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5，不計空氣阻力，滑塊都可看作質(zhì)點，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g。
（1）若滑塊D獲得10mgR的彈性勢能后與C發(fā)生碰撞，求碰后瞬間滑塊C的速度大?。?br />（2）第（1）問的情境中，C繼續(xù)運動到達圓軌道的最高點Q，求此時滑塊C對軌道的壓力大小；
（3）若彈射裝置彈射出滑塊D后，滑塊D與C發(fā)生彈性碰撞，要使C能滑上圓弧軌道，并且可沿軌道滑回平面，求滑塊D獲得的彈性勢能的范圍。
3
mg
4
q
【答案】（1）若滑塊D獲得10mgR的彈性勢能后與C發(fā)生碰撞，碰后瞬間滑塊C的速度大小為4；
（2）第（1）問的情境中，C繼續(xù)運動到達圓軌道的最高點Q，此時滑塊C對軌道的壓力大小為7mg；
（3）若彈射裝置彈射出滑塊D后，滑塊D與C發(fā)生彈性碰撞，要使C能滑上圓弧軌道，并且可沿軌道滑回平面，滑塊D獲得的彈性勢能的范圍為＜Ep≤。
g
R
（2）第（1）問的情境中，C繼續(xù)運動到達圓軌道的最高點Q，此時滑塊C對軌道的壓力大小為7mg；
（3）若彈射裝置彈射出滑塊D后，滑塊D與C發(fā)生彈性碰撞，要使C能滑上圓弧軌道，并且可沿軌道滑回平面，滑塊D獲得的彈性勢能的范圍為
13
4
mg
R
35
mg
R
8
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：131引用：5難度：0.3
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