风洞实验室可产生水平方向的、大小可调节的风力.在风洞中有一固定的支撑架ABC,该支撑架的上表面光滑,是一半径为R的1/4圆弧面,如图所示,圆弧面的圆心在O点,O离地面高为2R,地面上的D处有一竖直的小洞,离O点的水平距.现将质量分别为m1和m2的两小球用一不可伸长的轻绳连接按图中所示的方式置于圆弧面上,球m1放在与圆心O在同一水平面上的A点,球m2竖直下垂.则: (1)在无风情况下,若将两球由静止释放(不计一切摩擦),小球m1沿圆弧面向上滑行,恰好到最高点C与圆弧面脱离,则两球的质量比m1 : m2是多少? (2)让风洞实验室内产生的风迎面吹来,释放两小球使 它们运动,当小球m1滑至圆弧面的最高点C时轻绳突然断裂,通过调节水平风力F的大小,使小球m1恰能与洞壁无接触地落入小洞D的底部,此时小球m1经过C点时的速度是多少?水平风力F的大小是多少(小球m1的质量已知)? |