如图,ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB段是水平的,BD段为半径R=0.2m的半圆,两段轨道相切于B点,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中,场强大小E=5.0×10
3V/m.一不带电的绝缘小球甲,以速度v
0沿水平轨道向右运动,与静止在B点带正电的小球乙发生弹性碰撞. 已知甲、乙两球的质量均为m=1.0×10
-2kg,乙所带电荷量q=2.0×10
-5C,g取10m/s
2.(水平轨道足够长,甲、乙两球可视为质点,整个运动过程无电荷转移)
(1)甲乙两球碰撞后,乙恰能通过轨道的最高点D,求乙在轨道上的首次落点到B点的距离x的大小;
(2)在满足(1)的条件下,求甲的速度v
0的大小;
(3)若甲仍以速度v
0向右运动,增大甲的质量,保持乙的质量不变,求乙在轨道上的首次落点到B点的距离的最大值x
m的大小.