如圖所示，質(zhì)量為0.5 kg的小杯里盛有1 kg的水，用繩子系住小杯在豎直平面內(nèi)做“水流星”表演，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為1 m，小杯通過(guò)最高點(diǎn)的速度為4 m/s，g取10 m/s2，求：

①在最高點(diǎn)時(shí)，繩的拉力？
②在最高點(diǎn)時(shí)水對(duì)小杯底的壓力？
③為使小杯經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)水不流出, 在最高點(diǎn)時(shí)最小速率是多少?
9N，6N，

試題分析：（1）從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)，應(yīng)用動(dòng)能定理，得
       （2分）
在最高點(diǎn)：                  （1分）
得       
繩的拉力大小為21N，方向豎直向下                        （1分）
（2）在最高點(diǎn)對(duì)水得：                     （2分）
得      由牛頓第三定律得，水對(duì)杯底的壓力大小為6N，
方向豎直向上。   （2分）
（3）杯子和水整體在最高點(diǎn)的最小速度為：
                           （2分）
從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)應(yīng)用動(dòng)能定理：
                    （1分）
得最低點(diǎn)的最小速度為：                          （1分）
點(diǎn)評(píng)：豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)一般是變速圓周運(yùn)動(dòng),對(duì)這類問(wèn)題現(xiàn)行教材和高考只要求討論最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的情況.注意繩約束和桿約束的區(qū)別,弄清不同情況下的臨界速度,是分析解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

(5分)鐵路出行是人們外出旅行的一種重要方式。如圖所示，為了使火車在轉(zhuǎn)彎處減輕輪緣對(duì)內(nèi)外軌的擠壓，修筑鐵路時(shí)轉(zhuǎn)彎處外軌略高于內(nèi)軌，即內(nèi)外軌存在高度差。已知火車轉(zhuǎn)彎半徑為R，車廂底面與水平面間的夾角為θ。在轉(zhuǎn)彎處當(dāng)火車按規(guī)定速度行駛時(shí)輪緣不擠壓內(nèi)外軌，畫(huà)出必要的受力示意圖并求此規(guī)定行駛速度v。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

鐵路在轉(zhuǎn)彎處外軌略高于內(nèi)軌的原因是(     )
①減輕輪緣對(duì)外軌的擠壓
②減輕輪緣與內(nèi)軌的擠壓 
③火車無(wú)論以多大速度轉(zhuǎn)彎，內(nèi)外軌都不受輪緣擠壓
④火車按規(guī)定的速度轉(zhuǎn)彎，外軌就不受輪緣的擠壓
A．①③B．①④C．②③D．②④

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所 示，汽車以恒定速率通過(guò)半圓形拱橋，下列關(guān)于汽車在頂點(diǎn)處受力情況(空氣阻
力不計(jì))的說(shuō)法中，正確的是
A．汽車受重力、支持力和摩擦力的作用
B．汽車受重力、支持力、牽引力、摩擦力和向心力的作用
C．汽車所受的向心力就是重力
D．汽車所受的重力和支持力的合力充當(dāng)向心力

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿，兩端各連接一個(gè)質(zhì)量都是m的小球，使它們以輕桿中點(diǎn)為軸在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期求它們通過(guò)豎直位置時(shí)桿分別對(duì)上下兩球的作用力，并說(shuō)明是拉力還是支 持力．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示水平放置的兩個(gè)用相同材料制成的輪P和Q靠摩擦傳動(dòng)，兩輪的半徑R∶r=2∶1。當(dāng)主動(dòng)輪Q勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在Q輪邊緣上放置的小木塊恰能相對(duì)靜止在Q輪邊緣上，此時(shí)Q輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω1，木塊的向心加速度為a1；若改變轉(zhuǎn)速，把小木塊放在P輪邊緣也恰能相對(duì)p輪靜止，此時(shí)Q輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω2，木塊的向心加速度為a2，則(   )
A．B．
C．D．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

圖示為某一皮帶傳動(dòng)裝置.主動(dòng)輪的半徑為r1,從轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑為r2.已知主動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),周期為T，,轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中皮帶不打滑,下列說(shuō)法正確的是 ：
A．從動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B．從動(dòng)輪做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)
C．從動(dòng)輪的周期為D．N點(diǎn)的線速度為

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（本題10分）如圖一輛質(zhì)量為500kg的汽車靜止在一座半徑為50m的圓弧形拱橋頂部．（取g＝10m/s2）

⑴此時(shí)汽車對(duì)圓弧形拱橋的壓力是多大？
⑵如果汽車以6m/s的速度經(jīng)過(guò)拱橋的頂部，則汽車對(duì)圓弧形拱橋的壓力是多大？
⑶汽車以多大速度通過(guò)拱橋的頂部時(shí)，汽車對(duì)圓弧形拱橋的壓力恰好為零？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，BCDG是光滑絕緣的圓形軌道，位于豎直平面內(nèi)，軌道半徑為R， 下端與水平絕緣軌道在B點(diǎn)平滑連接，整個(gè)軌道處在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中． 現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶正電的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）置于水平軌道上，滑塊受到的電場(chǎng)力大小為，滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，重力加速度為g．
（1）若滑塊從水平軌道上距離B點(diǎn)s=3R的A點(diǎn)由靜止釋放，滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為多大？
（2）在（1）的情況下，求滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大小和受到軌道的作用力大�。�
（3）改變s的大小，使滑塊恰好始終沿軌道滑行，且從G點(diǎn)飛出軌道，求滑塊在圓軌道上滑行過(guò)程中的最小速度大小．

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