2.如圖所示,在豎直平面內(nèi),傾角θ=37°的光滑軌道AB與光滑水平軌道BC通過一小段光滑圓弧平滑連接,在水平軌道BC上固定著半徑為R的光滑圓軌道,其最低點(diǎn)D分別與水平軌道BD和DC相連,長(zhǎng)度分別為
、
,地面上停著上表面與BC等高的足夠長(zhǎng)木板,其左端緊靠C點(diǎn),距離其右端
處有一擋板P?,F(xiàn)有一物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))在軌道AB上從距離B點(diǎn)高度為h的位置靜止釋放。已知空間中存在水平向右且大小為
的勻強(qiáng)電場(chǎng),木板的質(zhì)量為
且不帶電,物塊的質(zhì)量為m且所帶電荷量為+q,物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)
,木板與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)
,木板與擋板P碰撞中沒有機(jī)械能損失且碰撞時(shí)間極短可忽略,運(yùn)動(dòng)過程中物塊電荷量保持不變,重力加速度的大小為g,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)若h=2R,物塊第一次到達(dá)D點(diǎn)的速度v
D;
(2)若物塊剛好能夠沿著圓軌道做完整的圓周運(yùn)動(dòng),此時(shí)的釋放高度h
0以及在這種情況下物塊對(duì)圓軌道的最大壓力的大小;
(3)若將物塊從(2)中的h
0釋放,當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)到C的一瞬間,勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向變?yōu)樾毕蛴疑锨遗c水平面的夾角為37°,大小保持不變。物塊從沖上木板到木板與擋板P發(fā)生第三次碰撞前,物塊電勢(shì)能的變化量ΔE。