16.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(diǎn),CF右側(cè)有電場(chǎng)強(qiáng)度E=2×10
3N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng),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(diǎn),另一端與帶負(fù)電的滑塊P(可視為質(zhì)點(diǎn))接觸但不連接,彈簧原長(zhǎng)時(shí)滑塊在B點(diǎn)。現(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(dòng)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(yùn)動(dòng)到F點(diǎn)的瞬間對(duì)軌道壓力為3N,求彈簧釋放的彈性勢(shì)能;
(2)在(1)的條件下,滑塊運(yùn)動(dòng)到與O點(diǎn)等高的D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力;
(3)欲使滑塊P在進(jìn)入圓軌道后不脫離圓軌道且只能從F點(diǎn)離開(kāi)半圓軌道,求彈簧最初釋放的彈性勢(shì)能。(結(jié)果可用根號(hào)表示)