4.
在如图所示的竖直平面内,有一固定在水平地面的光滑平台.平台右端B与静止的水平传送带平滑相接,传送带长L=3m.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.平台上有一根轻质弹簧左端固定,右端与滑块接触但不连接.现用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,若将滑块静止释放,滑块最后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=0.20(g取10m/s
2)求:
(1)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)若传送带以1.5m/s的速度沿顺时针方向匀速转动,释放滑块的同时,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,摩擦力对它做的功.
(3)若两轮半径均为r=0.4m,传送带顺时针匀速转动的角速度为ω
0时,撤去弹簧及所加电场,让滑块从B点以4m/s速度滑上传送带,恰好能由C点水平飞出传送带.求ω
0的大小以及这一过程中滑块与传送带间产生的内能.