杂技演员在做 “水流星”表演时,用一根细绳系着盛水的杯子,抡起绳子,让杯子在竖直...

杂技演员在做 “水流星”表演时,用一根细绳系着盛水的杯子,抡起绳子,让杯子在竖直面内做圆周运动．如图所示,杯内水的质量m＝０.５kg,绳长L＝４０cm,g＝１０m/s２．

求:（1）在最高点水不流出的最小速率．

（2）水在最高点速率为４m/s时,水对杯底的压力大小．

(1) m/s (2)35N 【解析】试题分析：（1）杯子运动到最高点时，水恰好不流出时，由水的重力刚好提供其做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律求解最小速率；（2）水在最高点速率v=4m/s时，以水为研究对象，分析受力情况：重力和杯底的弹力，其合力提供水做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律求解此弹力，再牛顿第三定律，求出水对杯底的压力大小。【解析】 (1) 据题知，杯子圆周运动的半径杯子运动到最高点时，设速度为v时水恰好不流出，由水的重力刚好提供其做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律得：，解得：； (2) 对水研究，在最高点时由水的重力和杯底的弹力的合力提供水做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：则得：。点晴：本题应用牛顿第二定律破解水流星节目成功的奥秘，关键在于分析受力情况，确定向心力的来源。

复制答案

考点分析：

相关试题推荐

在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹,某次实验中在坐标纸上描出了a、b、c、d四个点。

（1）关于该实验，下列说法正确的是___________。

A．应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止滑下

B．斜槽轨道必须光滑

C．斜槽轨道末端可以不水平

D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些

E．为了比较准确地描出小球的运动轨迹，应用一条曲线把所有的点连接起来

（2）已知图中小方格的边长L=10cm，小球平抛的初速度为v=____________（用L、g表示），b点的速度大小为____________m/s。