1. (2017高二上·姜堰期末)

如图甲所示，长为L的轻杆一端连接小球，另一端套在光滑固定转轴O上．小球在最低点获得某一水平初速度，绕轴O在竖直平面内做圆周运动．

1. （1） 利用传感器采集到杆中弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，图中F_m、t₀均已知，重力加速度为g，不计空气阻力，求：

   ①小球在最高点的速度大小v；

   ②小球的质量m．

3. （2） 在确保图甲装置中小球在竖直平面内做圆周运动的前提下，改变小球通过最高点的速度大小，小球在最高点受到轻杆弹力的方向有几种可能情况？并分别说明其发生条件．