如圖，質(zhì)量為m1=0.5 kg的小杯里盛有質(zhì)量為m2=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r=1 m，小杯通過(guò)最高點(diǎn)的速度為v=4 m/s，g取10 m/s2，求：

(1) 在最高點(diǎn)時(shí)，繩的拉力大小

(2) 在最高點(diǎn)時(shí)杯底對(duì)水的壓力大小

(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)  T＝9N(2) N＝3 N(3) m/s

解析:：(1)選杯子和杯子里的水為研究對(duì)象，在最高點(diǎn)時(shí)由重力和繩子的拉力T的合力提供它們做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。由牛頓第二定律有

（m1+m2）g＋T＝（m1+m2）

代入數(shù)據(jù)，解得T＝9N

(2)以水為研究對(duì)象，在最高點(diǎn)時(shí)由重力和杯底對(duì)水的壓力N的合力提供水做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由牛頓第二定律有

m2g＋N＝m2

代入數(shù)據(jù)解得N＝3 N

(3) 水不從杯子里流出的臨界情況是水的重力剛好用來(lái)提供向心力。設(shè)速度為v′，則有

m2g＝m2

解得v′＝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：

精英家教網(wǎng)如圖，質(zhì)量為m1的物體甲通過(guò)三段輕繩懸掛，三段輕繩的結(jié)點(diǎn)為O，輕繩OB水平且B端與站在水平面上的質(zhì)量為m2的人相連，輕繩OA與豎直方向的夾角θ=37°，物體甲及人均處于靜止?fàn)顟B(tài)．（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，tan37°=0.75，g取10m/s2．設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）求：
（1）輕繩OA、OB受到的拉力是多大？
（2）人受到的摩擦力是多大？方向如何？
（3）若人的質(zhì)量m2=60kg，人與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.3，則欲使人在水平面上不滑動(dòng)，物體甲的質(zhì)量m1最大不能超過(guò)多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

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科目：高中物理 來(lái)源：2012屆山東省濟(jì)寧汶上一中高一3月月考物理卷（帶解析） 題型：計(jì)算題

如圖，質(zhì)量為m1="0.5" kg的小杯里盛有質(zhì)量為m2="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r="1" m，小杯通過(guò)最高點(diǎn)的速度為v="4" m/s，g取10 m/s2，求：

(1) 在最高點(diǎn)時(shí)，繩的拉力大小
(2) 在最高點(diǎn)時(shí)杯底對(duì)水的壓力大小
(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?

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科目：高中物理 來(lái)源：2011-2012學(xué)年山東省高一3月月考物理卷（解析版） 題型：計(jì)算題

如圖，質(zhì)量為m1=0.5 kg的小杯里盛有質(zhì)量為m2=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r=1 m，小杯通過(guò)最高點(diǎn)的速度為v=4 m/s，g取10 m/s2，求：

(1) 在最高點(diǎn)時(shí)，繩的拉力大小

(2) 在最高點(diǎn)時(shí)杯底對(duì)水的壓力大小

(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?

 

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