杂技演员在做水流星表演时,用绳系着装有水的水桶,在竖直平面内做圆周运动,若水的质量m=0.5kg,绳长L=60cm(不考虑空气阻力及水桶自身大小的影响,g取10m/s2),求:(1)水桶

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

杂技演员在做水流星表演时,用绳系着装有水的水桶,在竖直平面内做圆周运动,若水的质量m=0.5kg,绳长L=60cm(不考虑空气阻力及水桶自身大小的影响,g取10m/s2),求:
(1)水桶运动到最高点时,水不流出的最小速率;
(2)水在最高点速率v=3m/s时,水对桶底的压力大小和方向.
魔方格

◎ 答案

(1)水桶运动到最高点时,设速度为v0时恰好水不流出,由水受到的重力刚好提供其做圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律得
          mg=m
v20
L
   解得v0=

gL
=

6
m/s

    (2)设桶运动到最高点对水的弹力为F,则水受到重力和弹力提供向心力,
     根据牛顿第二定律,有  mg+F=m
v2
L
   解得F=m
v2
L
-mg=2.5N   方向竖直向下.
     又根据牛顿第三定律,水对桶的压力大小F'=F=2.5N  方向竖直向上.
答:(1)水桶运动到最高点时,水不流出的最小速率为=

6
m/s

    (2)水在最高点速率v=3m/s时,水对桶底的压力大小为2.5N,方向竖直向上.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“杂技演员在做水流星表演时,用绳系着装有水的水桶,在竖直平面内做圆周运动,若水的质量m=0.5kg,绳长L=60cm(不考虑空气阻力及水桶自身大小的影响,g取10m/s2),求:(1)水桶…”主要考查了你对  【向心力】,【牛顿第二定律】,【牛顿第三定律】  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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