题目内容

3.杂技演员表演“水流星”,在长为1.6m的细绳的一端,系一个与水的质量为m=0.8kg的盛水容器,以绳的另一端为圆心,在竖直平面内作圆周运动,如图所示,若“水流星”通过最高点的速度为5m/s,则下列说法中正确的是(g=10m/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,绳子的弹力为零
C.“水流星”通过最高点时,容器底部受到水的压力作用
D.“水流星”通过最高点时,绳子的弹力大小为4.5N

分析 当在最高点水对容器底无压力时,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.

解答 解:A、当水对容器底压力为零时有:mg=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,解得v=$\sqrt{gr}=\sqrt{10×1.6}=4m/s$.“水流星”通过最高点的速度为5m/s,知水对容器底压力不为零,水不会从容器中流出.容器底部受到水的压力作用.故AB错误,C正确;
D、对水和容器分析,有:T+mg=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,解得T=4.5N.故D正确.
故选:CD.

点评 解决本题的关键搞清做圆周运动向心力的来源,运用牛顿第二定律进行求解.

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