15. 如图所示,足够大的水平台面上固定一光滑圆锥体,用细线将一质量
m=2kg的小球(视为质点)悬挂在圆锥体顶端,圆锥体高
h=1.5m,锥面与竖直方向的夹角
,圆锥体绕竖直中心轴转动时带着小球一起转动,缓慢增加圆锥体转动的角速度,当小球转动的角速度
时,小球恰好对圆锥体表面无压力,细线能承受的最大拉力
Fm=40N,取重力加速度大小
,
,
。
(1)求悬挂小球的细线长度
L;
(2)求当小球转动的角速度
时,小球对锥面的压力大小
FN;
(3)细线恰好断开后,求小球在水平台面上的落点到圆锥体中心点
O的距离
s。(结果保留根式)