20.如圖所示,水平絕緣直軌道AC由光滑段AB與粗糙段BC組成,它與豎直光滑半圓軌道CD在C點處平滑連接,其中AB處于電場區(qū)內(nèi)。一帶電量為+q、質(zhì)量為m的可視為質(zhì)點的滑塊從A處以水平初速度v
0進入電場區(qū)沿軌道運動,從B點離開電場區(qū)繼續(xù)沿軌道BC運動,最后從圓軌道最高點D處以水平速度v離開圓軌道。已知:軌道BC長l=1m,圓半徑R=0.1m,m=0.01kg,q=5×10
-5C,滑塊與軌道BC間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,重力加速度g取10m/s
2,設裝置處于真空環(huán)境中。
(1)若滑塊到達圓軌道D點時的速度v=1m/s
①在D點處時,求滑塊受到的彈力F;
②求滑塊從B點離開電場時的速度v
B;
(2)若v
0=5m/s,為使滑塊能到達圓軌道最高點D處,且離開圓軌道后落在水平軌道BC上,求A、B兩點間電勢差U
AB應滿足的條件。