题目内容
【题目】如图所示,质量为0.5 kg的小杯里盛有1 kg的水,用绳子系住小杯在竖直平面内做“水流星”表演,转动半径为1 m,小杯通过最高点的速度为4 m/s,g取10 m/s2,求:
(1)在最高点时,绳的拉力?
(2)在最高点时水对小杯底的压力?
(3)为使小杯经过最高点时水不流出, 在最高点时最小速率是多少?
【答案】(1)9 N,方向竖直向下;
(2)6 N,方向竖直向上;
(3)m/s = 3.16 m/s
【解析】试题分析:(1)从最低点到最高点,应用动能定理,得
(2分)
在最高点:(1分)
得
绳的拉力大小为21N,方向竖直向下 (1分)
(2)在最高点对水得:(2分)
得由牛顿第三定律得,水对杯底的压力大小为6N,
方向竖直向上。 (2分)
(3)杯子和水整体在最高点的最小速度为:
(2分)
从最高点到最低点应用动能定理:
(1分)
得最低点的最小速度为:(1分)
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