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

（1）最高點水不流出的最小速率；

（2）水在最高點速率v＝3m/s時，水對桶底的壓力的大小.

解析：（1）在最高點水不流出的條件：重力不大于水做圓周運動所需要的向心力

即mg≤m，則所求最小速率：v= m/s=2.42 m/s.

（2）當(dāng)水在最高點的速率大于v0時，只靠重力提供向心力已不足，此時水桶底對水有一向下的壓力，設(shè)為FN.由牛頓第二定律有：FN+mg=m，得：FN=m-mg=2.6 N

由牛頓第三定律知，水對水桶的作用力FN=FN′=2.6 N，方向豎直向上.抓住臨界狀態(tài)，找出臨界條件是解決這類極值問題的關(guān)鍵，此題若將繩換成輕桿，臨界條件將發(fā)生變化，不妨試著分析一下.

答案：（1）2.42 m/s  （2）2.6 N

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

雜技演員在做水流星表演時，用繩系著裝有水的水桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運動，若水的質(zhì)量m=0.5kg，繩長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）水桶運動到最高點時，水不流出的最小速率；
（2）水在最高點速率v=3m/s時，水對桶底的壓力大小和方向．

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科目：高中物理 來源： 題型：

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

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科目：高中物理 來源： 題型：

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

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科目：高中物理 來源： 題型：

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

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科目：高中物理 來源： 題型：

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

（1）最高點水不流出的最小速率；

（2）水在最高點速率v＝3 m/s時，水對桶底的壓力

 

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