Question

雜技演員表演“水流星”的方法如下：一根細繩的一端系有盛滿水的小水桶，手拉繩的另一端，并以此為圓心，讓小水桶在豎直平面內(nèi)做圓周運動，如圖所示，質(zhì)量為0.5kg的小水桶里盛有1kg的水，表演時轉(zhuǎn)動半徑為1m，當水桶過最高點速度為4m/s時，水對桶底的壓力大小為________；當水桶過最高點水恰好不溢出，則此時細繩拉力大小為________．（g=10m/s²．）

Answer 1

6N    0
分析：對桶中的水進行受力分析，受重力和桶底對水的壓力，根據(jù)兩個力的合力提供向心力，求出桶底對水的壓力．當水桶過最高點時水恰好不溢出，則桶底對水的壓力為0，求出此時的速度，再對桶和水整體受力分析，根據(jù)豎直方向上的合力提供向心力，求出繩子的拉力．
解答：對桶中的水分析有：，代入數(shù)據(jù)得，N=6N，根據(jù)牛頓第三定律知，水對桶底的壓力大小為6N．
當水桶過最高點時水恰好不溢出，則桶底對水的壓力為0，有．則．
對桶和水整體有：Mg+F=，解得F=0．
故本題答案為：6N，0．
點評：解決本題的關(guān)鍵知道做圓周運動沿半徑方向上的合力提供物體所需的向心力．以及知道當水桶過最高點時水恰好不溢出，此時桶底對水的壓力為0．