《水流星》是在一根彩绳的两端,各系一只玻璃碗,碗内盛水。演员甩绳舞弄,晶莹的玻璃碗飞快地旋转飞舞,而碗中之水不洒点滴,以娴熟、高超、新颖的技巧和动人的风采赢得满场的

◎ 题目

《水流星》是在一根彩绳的两端,各系一只玻璃碗,碗内盛水。演员甩绳舞弄,晶莹的玻璃碗飞快地旋转飞舞,而碗中之水不洒点滴,以娴熟、高超、新颖的技巧和动人的风采赢得满场的掌声。如右图所示,演员手中的彩绳长1.6m,碗和水的质量为1kg,当碗转到最低点时离地面的高度为0.2m,则:

(1)水刚好不洒出来时的加速度(2)碗能飞出多远

◎ 答案

(1)7.1rad/s    (2)0.8m

◎ 解析


试题分析:(1)碗在竖直平面内做圆周运动,要想水刚好不洒出来,即向心力刚好与重力相等,则设碗到最高点的速度为v0,手腕转动的角速度为w
              
R=0.8m                                              
又由 即w= =7.1rad/s       
由于重力刚好提供向心力,所以上半截绳子的拉力为零   
(2)对碗做受力分析如右图所示,设最低点的最大速度为v,绳子拉力为T则

  

由T≦30N,则V≦4m/s             
碗在最低点的速度最大不能超过4m/s  
绳子在最低点断开将做平抛运动,设在空中运动的时间为t,飞出的最远距离为s,则
竖直方向: 
水平方向:  
由v=4m/s,
S=0.8m      
即碗能飞出0.8m。  
点评:本题考查了平抛运动的物体,通过牛顿第二定律列出向心力的表达式,建立等式求解。

◎ 知识点

    专家分析,试题“《水流星》是在一根彩绳的两端,各系一只玻璃碗,碗内盛水。演员甩绳舞弄,晶莹的玻璃碗飞快地旋转飞舞,而碗中之水不洒点滴,以娴熟、高超、新颖的技巧和动人的风采赢得满场的…”主要考查了你对  【生活中的其他圆周运动】  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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