如圖,小杯里盛有的水,水和杯的質(zhì)量共1.5kg,用繩子系住小杯在豎直平面內(nèi)做“水流星”表演,轉(zhuǎn)動半徑為1m, g取10m/s2,求:(結(jié)果可用根式表示)

(1) 為使小杯經(jīng)過最高點時水不流出, 在最高點時最小速率是多少? 

(2) 當水杯在最高點速率V1=5m/s時,在最高點時,繩的拉力是多少?

(3)若水杯在最低點速率V2=10m/s時,在最低點時,繩的拉力大小是多少?

 

【答案】

( 1)(2)T=22.5N(3)T=165N   

【解析】

試題分析:(1)受力分析,確定圓周運動所需要的向心力是由哪個力提供的;

(2)水對小杯底的壓力與杯子對水的支持力是作用力與反作用力,只要求出杯子對水的支持力的大小就可以了,它們的大小相等,方向相反;

(3)物體恰好能過最高點,此時的受力的條件是只有物體的重力作為向心力.

解:由

得:

(2)

得:T=22.5N

(3)

得:T=165N   

考點:勻速圓周運動.

點評:水桶在豎直面內(nèi)做圓周運動時向心力的來源是解決題目的重點,分析清楚哪一個力做為向心力,再利用向心力的公式可以求出來,必須要明確的是當水桶恰好能過最高點時,只有水的重力作為向心力,此時水恰好流不出來.

 

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相關(guān)習題

科目:高中物理 來源:2012-2013學年廣東東莞第七高級中學高一3月月考物理試卷(帶解析) 題型:計算題

如圖,小杯里盛有的水,水和杯的質(zhì)量共1.5kg,用繩子系住小杯在豎直平面內(nèi)做“水流星”表演,轉(zhuǎn)動半徑為1m, g取10m/s2,求:(結(jié)果可用根式表示)

(1) 為使小杯經(jīng)過最高點時水不流出, 在最高點時最小速率是多少? (5分)
(2) 當水杯在最高點速率V1=5m/s時,在最高點時,繩的拉力是多少?(5分
(3)若水杯在最低點速率V2=10m/s時,在最低點時,繩的拉力大小是多少?(5分)

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科目:高中物理 來源:2015屆廣東東莞第七高級中學高一3月月考物理試卷(解析版) 題型:計算題

如圖,小杯里盛有的水,水和杯的質(zhì)量共1.5kg,用繩子系住小杯在豎直平面內(nèi)做“水流星”表演,轉(zhuǎn)動半徑為1m, g取10m/s2,求:(結(jié)果可用根式表示)

(1) 為使小杯經(jīng)過最高點時水不流出, 在最高點時最小速率是多少? (5分)

(2) 當水杯在最高點速率V1=5m/s時,在最高點時,繩的拉力是多少?(5分

(3)若水杯在最低點速率V2=10m/s時,在最低點時,繩的拉力大小是多少?(5分)

 

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