Question

用細(xì)繩拴一小桶，盛0.5 kg水后，使小桶在豎直平面內(nèi)做半徑為60 cm的圓周運(yùn)動(dòng)，要使小桶過(guò)最高點(diǎn)時(shí)水不流出，小桶過(guò)最高點(diǎn)的速度應(yīng)是__________；當(dāng)小桶過(guò)最高點(diǎn)的速度為3 m/s時(shí)，水對(duì)桶底的壓力是__________.（g取9.8 m/s²）

Answer 1

解析：（1）在最高點(diǎn)水不流出的條件是得力不大于水做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力，即，則所求最小速率v₀= m/s≈2.42 m/s.（2）當(dāng)水在最高點(diǎn)的速率大于v₀時(shí)，只靠重力提供向心力已不足，此時(shí)水桶底對(duì)水有一向下的壓力，設(shè)為N，由牛頓第二定律有：N+mg=m,N=m-mg=2.6 N，由牛頓第三定律知，水對(duì)桶底的作用力N′=N=2.6 N，方向豎直向上.

答案：2.42 m/s     2.6 N