繩系著裝有水的水桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，水的質(zhì)量m=0.5 kg，繩長(zhǎng)L=60 cm，求：

（1）最高點(diǎn)水不流出的最小速率；

（2）水在最高點(diǎn)速率v=3 m/s時(shí)，水對(duì)桶底的壓力.

思路分析：對(duì)于水桶中的水做圓周運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)時(shí)其受力為本身的重力和桶底對(duì)它的彈力，從而提供向心力，水在最高點(diǎn)的最小合外力是mg.所以，最高點(diǎn)的速度至少為.

解析：（1）在最高點(diǎn)水不流出的臨界條件是桶底對(duì)水的壓力為零，即mg=mv2/L

解得最小速率v0= m/s=2.42 m/s.

（2）當(dāng)水在最高點(diǎn)的速率大于v0時(shí)，重力已不能提供足夠的向心力，此時(shí)水桶底對(duì)水有一向下的壓力，設(shè)為FN，由牛頓第二定律有：FN+mg=

FN=-mg=2.6 N

    由牛頓第三定律知，水對(duì)桶底的作用力FN′=FN=2.6 N，方向豎直向上.

答案：(1)2.42 m/s  (2)2.6 N

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

雜技演員在做水流星表演時(shí)，用繩系著裝有水的水桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，若水的質(zhì)量m=0.5kg，繩長(zhǎng)L=60cm（不考慮空氣阻力及水桶自身大小的影響，g取10m/s2），求：
（1）水桶運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，水不流出的最小速率；
（2）水在最高點(diǎn)速率v=3m/s時(shí)，水對(duì)桶底的壓力大小和方向．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

雜技演員在做水流星表演時(shí)，用繩系著裝有水的水桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，若水的質(zhì)量m=0.9kg，繩長(zhǎng)l=0.9cm，求：（取g=10m/s2）
①最高點(diǎn)水不流出的最小速率；
②水在最高點(diǎn)速率v=5m/s時(shí)，水對(duì)桶底的壓力．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

繩系著裝有水的水桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，水的質(zhì)量m=0.5kg，繩長(zhǎng)L=60cm，求：（g=10m/s2）
（1）在最高點(diǎn)水不流出的最小速率？
（2）水在最高點(diǎn)速率v=3m/s時(shí)，水對(duì)桶底的壓力？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

雜技演員在做水流星表演時(shí)，用繩系著裝有水的水桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，若水的質(zhì)量m=0.5kg，繩長(zhǎng)l=40cm，求：（g=10m/s2）
（1）最高點(diǎn)水不流出的最小速率；
（2）水在最高點(diǎn)速率v=4m/s時(shí)，水對(duì)桶底的壓力．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

雜技演員在做水流星表演時(shí)，用繩系著裝有水的水桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，若水的質(zhì)量m＝0．5 kg，繩長(zhǎng)L＝60 cm，求：

（1）最高點(diǎn)水不流出的最小速率；

（2）水在最高點(diǎn)速率v＝3 m/s時(shí)，水對(duì)桶底的壓力

 

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