小明站在水平地面上,手握不可伸长的细绳一端,细绳的另一端系有质量为
m的小球.甩动手腕,使球在竖直平面内绕
O以半径
L做圆周运动.已知握绳的手离地面的高度为

,细绳的拉力达到9
mg时就会断裂.逐渐增大球的速度,当球某次运动到最低点时绳断裂,忽略手的运动半径和空气阻力,求:
(1)绳断裂时小球的速度大小
v1和小球落地时的速度
v2.
(2)小球落地点与
O点的水平距离.
(3)控制手离地面的高度不变,减小绳长,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到最低点时断裂,要使球飞出的水平距离最大,绳长应为多少?最大水平距离是多少?
