如圖所示,AC水平軌道上AB段光滑BC段粗糙,且L
BC=2m,CDF為固定在豎直平面內(nèi)半徑為R=0.2m的光滑半圓軌道,兩軌道相切于C點,CF右側有電場強度E=2×10
3N/C的勻強電場,方向水平向右。一根輕質(zhì)絕緣彈簧水平放置,一端固定在A點,另一端與帶負電的滑塊P(可視為質(zhì)點)接觸但不連接,彈簧原長時滑塊在B點?,F(xiàn)向左壓縮彈簧后由靜止釋放,已知滑塊P的質(zhì)量為m=0.2kg,電荷量為q=-1.0×10
-3C,與軌道BC間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,忽略滑塊P與軌道間的電荷轉(zhuǎn)移。已知g=10m/s
2。求:
(1)若滑塊P運動到F點的瞬間對軌道壓力為3N,求彈簧釋放的彈性勢能;
(2)在(1)的條件下,滑塊運動到與O點等高的D點時對軌道的壓力;
(3)欲使滑塊P在進入圓軌道后不脫離圓軌道且只能從F點離開半圓軌道,求彈簧最初釋放的彈性勢能。(結果可用根號表示)