如图,小杯里盛有的水,水和杯的质量共1.5kg,用绳子系住小杯在竖直平面内做“水流星”表演,转动半径为1m,g取10m/s2,求:(结果可用根式表示)(1)为使小杯经过最高点时水不流出

◎ 题目

如图,小杯里盛有的水,水和杯的质量共1.5kg,用绳子系住小杯在竖直平面内做“水流星”表演,转动半径为1m, g取10m/s2,求:(结果可用根式表示)

(1) 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? 
(2) 当水杯在最高点速率V1=5m/s时,在最高点时,绳的拉力是多少?
(3)若水杯在最低点速率V2=10m/s时,在最低点时,绳的拉力大小是多少?

◎ 答案

( 1)(2)T=22.5N(3)T=165N   

◎ 解析


试题分析:(1)受力分析,确定圆周运动所需要的向心力是由哪个力提供的;
(2)水对小杯底的压力与杯子对水的支持力是作用力与反作用力,只要求出杯子对水的支持力的大小就可以了,它们的大小相等,方向相反;
(3)物体恰好能过最高点,此时的受力的条件是只有物体的重力作为向心力.
解:由
得:
(2)
得:T=22.5N
(3)
得:T=165N   
点评:水桶在竖直面内做圆周运动时向心力的来源是解决题目的重点,分析清楚哪一个力做为向心力,再利用向心力的公式可以求出来,必须要明确的是当水桶恰好能过最高点时,只有水的重力作为向心力,此时水恰好流不出来.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,小杯里盛有的水,水和杯的质量共1.5kg,用绳子系住小杯在竖直平面内做“水流星”表演,转动半径为1m,g取10m/s2,求:(结果可用根式表示)(1)为使小杯经过最高点时水不流出…”主要考查了你对  【实验:探究小车速度随时间变化的规律】,【实验:探究弹力与弹簧伸长的关系】,【实验:探究加速度与力、质量的关系】,【实验:探究功与速度变化的关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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