风洞实验室可产生水平方向的、大小可调节的风力.在风洞中有一个固定的支撑架ABC,该支撑架的外表面光滑,且有一半径为R的四分之一圆柱面,支撑架固定在离地面高为2R的平台上,平台竖直侧壁光滑,如图所示,地面上的D点处有一竖直的小洞,小洞离侧壁的水平距离为R,现将质量分别为m
1和m
2的两个小球用一根不可伸长的轻绳连接按图示的方式置于圆柱面上,球m
1放在柱面底部的A点,球m
2竖直下垂.
(1)在无风情况下,将两球由静止释放(不计一切摩擦),小球m
1沿圆柱面向上滑行,到最高点C恰与圆柱面脱离,则两球的质量之比m
1:m
2是多少?(m
1到最高点时m
2尚未着地)
(2)改变两小球的质量比,并使它们由静止开始运动,同时开动风机,产生均匀、恒定、水平向左的风,当小球m
1滑至圆柱面的最高点C时绳恰好断裂,通过调节风力F的大小,使小球m
1恰能与洞壁无接触地落入小洞D的底部,求小球m
1经过C点时的速度及水平风力F的大小.