Question

【题目】如图所示，质量为0.1kg的木桶内盛水0.4kg，用50cm的绳子系住桶，并使它在竖直平面内做圆周运动．如果通过最高点和最低点时的速度大小分别为9m/s和10m/s，求木桶在最高点和最低点对绳的拉力和水对桶底的压力。（取）

Answer 1

【答案】76N，方向向上；60.8N，方向向上；105N，方向向下；84N，方向向下。

【解析】

在最高点时，以水和木桶整体为研究对象，整体的质量为kg=0.5kg

整体受重力和绳的拉力T1作用，有

将数据代入上式可得T1=76N

由牛顿第三定律，则木桶对绳的拉力大小为76N，方向向上；

水在最高点受向下的重力mg和桶底对水向下的支持力的作用，有

将数据代入上式可得N

由牛顿第三定律得，水对木桶的压力大小为60.8N，方向向上；

在最低点时，水和木桶的整体受绳向上的拉力和向下的重力Mg作用，有

将数据代入上式可得N

由牛顿第三定律，则木桶对绳的拉力大小为105N，方向向下；

水在最低点受桶底对水向上的支持力和向下的重力mg作用，有

将数据代入上式可得N

由牛顿第三定律得，水对桶的压力大小为84N，方向向下。