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(diǎn)處平滑連接,其中AB處于電場(chǎng)區(qū)內(nèi)。一帶電量為+q、質(zhì)量為m的可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊從A處以水平初速度v
0進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)沿軌道運(yùn)動(dòng),從B點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng)區(qū)繼續(xù)沿軌道BC運(yùn)動(dòng),最后從圓軌道最高點(diǎn)D處以水平速度v離開(kāi)圓軌道。已知:軌道BC長(zhǎng)l=1m,圓半徑R=0.1m,m=0.01kg,q=5×10
-5C,滑塊與軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,重力加速度g取10m/s
2,設(shè)裝置處于真空環(huán)境中。
(1)若滑塊到達(dá)圓軌道D點(diǎn)時(shí)的速度v=1m/s
①在D點(diǎn)處時(shí),求滑塊受到的彈力F;
②求滑塊從B點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度v
B;
(2)若v
0=5m/s,為使滑塊能到達(dá)圓軌道最高點(diǎn)D處,且離開(kāi)圓軌道后落在水平軌道BC上,求A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差U
AB應(yīng)滿足的條件。