竖直平面内存在着如图甲所示管道,虚线左侧管道水平,虚线右侧管道是半径R=1m的半圆形,管道截面是不闭合的圆,管道半圆形部分处在竖直向上的匀强电场中,电场强度E=4×10
3V/m。小球a、b、c的半径略小于管道内径,b、c球用长

的绝缘细轻杆连接,开始时c静止于管道水平部分右端P点处,在M点处的a球在水平推力F的作用下由静止向右运动,当F减到零时恰好与b发生了弹性碰撞,F-t的变化图像如图乙所示,且满足

。已知三个小球均可看做质点且m
a=0.25kg,m
b=0.2kg,m
c=0.05kg,小球c带q=5×10
-4C的正电荷,其他小球不带电,不计一切摩擦,
g=10m/s
2,求

(1)小球
a与
b发生碰撞时的速度
v0;
(2)小球
c运动到
Q点时的速度
v;
(3)从小球
c开始运动到速度减为零的过程中,小球
c电势能的增加量。