17.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(含PQ)有水平向右的勻強電場,電場強度大小為E=
,圓軌道半徑為R,AP長度L
1=5R。A點左側有一彈射裝置,A點右側B處靜置一質(zhì)量為m帶電荷量為+q的滑塊C,AB長度L
2=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。