2.
在如图所示的竖直平面内,有一固定在水平地面的光滑绝缘平台.平台右端B与水平绝缘传送带平滑相接,传送带长L=1m,有一个质量为m=0.5kg,带电量为q=+10
-3C的滑块,放在水平平台上.平台上有一根轻质绝缘弹簧左端固定,右端与滑块接触但不连接.现将滑块缓慢向左移动压缩弹簧,且弹簧始终在弹性限度内.在弹簧处于压缩状态时,若将滑块由静止释放,当传送带静止时,滑块恰能到达传送带右端C点.已知滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.2(g取10m/s
2).
(1)求滑块到达B点时的速度v
B及弹簧储存的最大弹性势能E
p;
(2)若两轮半径均为r=0.4m,现传送带以角速度ω
0顺时针匀速转动.让滑块从B点以速度v
B′>rω
0滑上传送带,且在C点时恰好沿水平方向飞出传送带,求ω
0的最大值;
(3)若传送带以1.5m/s的速度沿顺时针方向匀速转动,仍将弹簧压缩到(1)问中的情形时释放滑块,同时,在BC之间加水平向右的匀强电场E=5×10
2N/C.滑块从B运动到C的过程中,求摩擦力对它做的功及此过程中由于摩擦而产生的热量.(本问中结果保留三位有效数字)