小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行水平距离d后落地,如图所示。已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为3d/4,重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力,试分析求解:
(1)绳断时球的速度大小v1;
(2)球落地时的速度大小v2;
(3)绳能承受的最大拉力多大?
(4)改变绳长,使球重复上述运动。若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,则绳长应为多少?最大水平距离为多少?