专题06 机械能守恒定律 功能关系【练】原卷版(11)

高三物理复习专题

8.(2020·浙江1月选考卷)如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道(在最低点E分别与水平轨道EO和EA相连)和高度h可调的斜轨道AB组成。游戏时滑块从O点弹出，经过圆轨道并滑上斜轨道。全程不脱离轨道且恰好停在B端，则视为游戏成功。已知圆轨道半径r＝0.1 m，OE长L1＝0.2 m，AC长L2＝0.4 m，圆轨道和水平轨道AE光滑，滑块与轨道AB、OE之间的动摩擦因数均为μ＝0.5。滑块质量m＝2 g，且可视为质点，弹射时滑块从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能。忽略空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2，各部分平滑连接。

(1)求滑块恰好能过圆轨道最高点F时在F点的速度大小v F；

(2)当h＝0.1 m(对应AB轨道倾角为α)且游戏成功时，求滑块经过E点对圆轨道的压力大小F N及弹簧弹性势能

E p0；

(3)要使游戏成功，求弹簧的弹性势能E p与高度h之间满足的关系。