如图甲所示.一长为l=1 m的轻绳.一端穿在过O点的水平转轴上.另一端固定一质量为m的小球.整个装置绕O点在竖直面内转动.给系统输入能量.使小球通过最高点的速度不断加快.通过传感器测得小球通过最高点时.绳对小球的拉力F与小球在最高点动能Ek的关系如图乙所示.重力加速度为g.不考虑摩擦和空气阻力.请分析并回答以下问题:(1)若要小球能做完整的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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如图甲所示，一长为l=1 m的轻绳，一端穿在过O点的水平转轴上，另一端固定一质量为m的小球，整个装置绕O点在竖直面内转动。给系统输入能量，使小球通过最高点的速度不断加快，通过传感器测得小球通过最高点时，绳对小球的拉力F与小球在最高点动能Ek的关系如图乙所示，重力加速度为g，不考虑摩擦和空气阻力，请分析并回答以下问题：

（1）若要小球能做完整的圆周运动，对小球过最高点的速度有何要求？（用题中给出的字母表示）。

（2）请根据题目及图像中的条件求出小球质量m的值。（g取10 m/s2）

（3）求小球从图中a点所示状态到图中b点所示状态的过程中，外界对此系统做的功。

（4）当小球达到图乙中b点所示状态时，立刻停止能量输入。之后的运动过程中，在绳中拉力达到最大值的位置，轻绳绷断，求绷断瞬间绳中拉力的大小。

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A．直流电源

B．交流电源

C．天平及砝码

D．刻度尺

（2）安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图乙所示（其中一段纸带图中未画出）。图中O点为打出的起始点，且速度为零。选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点。其中测出D、E、F点距起始点O的距离如图所示。已知打点计时器打点周期为T="0.02" s。由此可计算出物体下落到E点时的瞬时速度vE=____________m/s（结果保留三位有效数字）。