如圖所示，質(zhì)量為0.5 kg的小杯里盛有1 kg的水，用繩子系住小杯在豎直平面內(nèi)做“水流星”表演，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為1 m，小杯通過(guò)最高點(diǎn)的速度為4 m/s，g取10 m/s2.

求：(1) 在最高點(diǎn)時(shí)，繩的拉力？   

(2) 在最高點(diǎn)時(shí)水對(duì)小杯底的壓力？

(3) 為使小杯經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)水不流出, 在最高點(diǎn)時(shí)最小速率是多少?

 

（1）9N（2）6N（3）3.3（m/s）

 

解析:(1) （3分）求繩的拉力時(shí)，選杯子和杯子里的水這個(gè)整體為研究對(duì)象，它們做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是重力和繩子的拉力T的合力。則有 

mg＋T＝m  代入數(shù)據(jù)，解得T＝9N

(2) （3分）求水對(duì)杯底的壓力，應(yīng)該以水為研究對(duì)象，先求杯底對(duì)水的壓力，然后根據(jù)牛頓第三定律得到水對(duì)杯底的壓力。水做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是重力和杯底對(duì)水的壓力N的合力。

即mg＋N＝m         代入數(shù)據(jù)解得N’ ＝N=6N

(3) （4分）水不從杯子里流出的臨界情況是水的重力剛好都用來(lái)提供向心力。即

mg＝m        解得v＝=3.3（m/s）

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，質(zhì)量為0.5kg的物塊以5m/s的初速度從斜面頂端下滑，斜面長(zhǎng)5m，傾角為37°，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5．求：
（1）物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小．
（2）物塊滑至斜面中點(diǎn)時(shí)的速度．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，質(zhì)量為0.1kg的小球從豎立的輕質(zhì)彈簧正上端C（狀態(tài)甲）由靜止自由下落到彈簧上端B（狀態(tài)乙），B為彈簧處于自然狀態(tài)的位置，A為彈簧壓縮到的最低位置（狀態(tài)丙）．已知A、B的高度差為0.3m，B、C的高度差為0.5m，g=10m/s2．則下列說(shuō)法正確的是（　　）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，質(zhì)量為0.5kg的小球，從桌面以上高1.2m的A點(diǎn)下落到地面的B點(diǎn)，已知桌面高0.8m，求：
（1）以桌面為參考平面，小球在A點(diǎn)和B點(diǎn)的重力勢(shì)能．
（2）以地面為參考平面，從A到B的過(guò)程中小球重力勢(shì)能的變化．（取g=10m/s2）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，質(zhì)量為0.2kg的物體帶正電，其電量為4×10-4C，從半徑為0.3m光滑的
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圓弧滑軌上端A點(diǎn)由靜止下滑到底端B點(diǎn)，然后繼續(xù)沿水平面滑動(dòng)．物體與水平面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為0.4，整個(gè)裝置處于E=103N/C的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中．（g取10m/s2）求：
（1）物體運(yùn)動(dòng)到圓弧滑軌底端B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力；
（2）物體在水平面上滑行的最大距離．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，質(zhì)量為0.78kg的金屬塊放在水平桌面上，在與水平成37°角斜向上、大小為3.0N的拉力F作用下，以4.0m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)．已知sin37°=0.60，cos37°=0.80，g取10m/s2．
（1）求金屬塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)．
（2）如果從某時(shí)刻起撤去拉力，則撤去拉力后金屬塊在桌面上還能滑行多遠(yuǎn)？

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同步練習(xí)冊(cè)答案