如图所示,半径为
R的光滑绝缘半圆轨道固定在水平桌面上,一绝缘的弹性挡板与半圆轨道衔接,质量为
m,带电荷量为
q的小球静止在半圆轨道的最低点
P,且最低点距离水平地面的高度为

,在整个空间施加竖直向上的匀强电场,电场强度的大小为

。现给小球水平向右的初速度

,使小球沿半圆轨道运动,当小球到达最高点时与弹性挡板发生碰撞,小球沿原路返回,在最低点处与弹性挡板再次发生碰撞。已知小球每次与挡板发生碰撞的同时电场强度大小保持不变但方向立即变为反方向,重力加速度为

。假设每次碰撞的能量损失均可忽略不计。求:

(1)为了保证小球不脱离圆轨道,则小球的初速度
v0至少为多大?
(2)如果小球的初速度

取第(1)问的最小值,小球刚开始运动时在
P点及第一次返回
P点与挡板碰撞前瞬间对轨道的压力分别为多大?
(3)小球的初速度
v0取以上的最小值,假设弹性挡板能承受的最大压力为50
mg,则小球的落地点与半圆轨道圆心的水平距离为多少?