Question

杂技演员表演“水流星”，在长为0.9 m的细绳的一端，系一个与水的总质量为m＝0.5 kg 的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示，若“水流星”通过最高点时的速率为3 m/s，则下列说法正确的是（g＝10 m/s²）（ ）

A. “水流星”通过最高点时，有水从容器中流出

B. “水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底部受到的压力均为零

C. “水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用

D. “水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5 N

Answer

B

【解析】试题分析：当水对桶底压力为零时有：，解得＝3m/s．“水流星”通过最高点的速度为3m/s，知水对桶底压力为零，不会从容器中流出．对水和桶分析，有：，解得T=0．知此时绳子的拉力为零．故A D错误，B正确．“水流星”通过最高点时，仅受重力，处于完全失重状态．故C错误．故选B．

考点：牛顿第二定律的应用；圆周运动

【名师点睛】解决本题的关键搞清做圆周运动向心力的来源；当在最高点水对桶底无压力时，根据牛顿第二定律求出临界的最小速度，从而判断水能否从容器中流出．对整体分析，运用牛顿第二定律求出绳子拉力的大小。