如圖,ABCD為豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道,其中AB段是傾斜的,傾角為37°,BC段是水平的,CD段為半徑R=0.15m的半圓,三段軌道均光滑連接,整個(gè)軌道處在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)大小E=5.0×10
3 V/m.一帶正電的導(dǎo)體小球甲,在A點(diǎn)從靜止開始沿軌道運(yùn)動(dòng),與靜止在C點(diǎn)不帶電的相同導(dǎo)體小球乙發(fā)生彈性碰撞,碰撞后速度交換(即碰后甲的速度變成碰前瞬間乙的速度,乙的速度變成碰前瞬間甲的速度).已知甲、乙兩球的質(zhì)量均為m=1.0×10
-2㎏,小球甲所帶電荷量為q
甲=2.0×10
-5C,g取10m/s
2,假設(shè)甲、乙兩球可視為質(zhì)點(diǎn),并不考慮它們之間的靜電力,且整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程與軌道間無電荷轉(zhuǎn)移.
(1)若甲、乙兩球碰撞后,小球乙恰能通過軌道的最高點(diǎn)D,試求小球乙在剛過C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力;
(2)若水平軌道足夠長(zhǎng),在甲、乙兩球碰撞后,小球乙能通過軌道的最高點(diǎn)D,則小球甲應(yīng)至少從距BC水平面多高的地方滑下?
(3)若傾斜軌道AB可在水平軌道上移動(dòng),在滿足(1)問和能垂直打在傾斜軌道的條件下,試問小球乙在離開D點(diǎn)后經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間打在傾斜軌道AB上?