[题目]刘老师在课堂上给同学们做如下实验:一细线与桶相连.桶中装有小球.桶与细线一起在竖直平面内做圆周运动.最高点时小球竟然不从桶口漏出.如图所示.小球的质量m=0.2kg.球到转轴的距离l=90cm.g=10m/s2.求:(1)整个装置在最高点时.球不滚出来.求桶的最小速率,(2)在最高点时使球对桶底的压力等于球重力的2倍.桶的速率多大,(3)如果通� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】刘老师在课堂上给同学们做如下实验：一细线与桶相连，桶中装有小球，桶与细线一起在竖直平面内做圆周运动，最高点时小球竟然不从桶口漏出，如图所示，小球的质量m=0.2kg，球到转轴的距离l=90cm，g=10m/s2。求：

（1）整个装置在最高点时，球不滚出来，求桶的最小速率；

（2）在最高点时使球对桶底的压力等于球重力的2倍，桶的速率多大；

（3）如果通过最低点的速度为9m/s，求此处球对桶底的压力。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

（1）桶运动到最高点时，设速度为vm时恰好球不滚出来，由球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：

解得

（2）在最高点时使球对桶底的压力等于球重力的2倍，对球受力分析，受重力及向下支持力，根据牛顿第二定律，结合向心力表达式，则有：

解得

（3）由于，所以球受桶向下的压力，则球的重力和桶对球的弹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：

解得

根据牛顿第三定律，球对桶的压力大小：

练习册系列答案

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A. 该水平拉力大于轻绳的弹力

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C.实验中用到的物理方法有控制变量法 D.实验过程中先松开纸带再接通打点计时器的电源

(2)实验中，计时器的打点周期为0.02s。得到一条如图所示的纸带，按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6共7个记数点。0到6每相邻两记数点间各有四个打印点未画出，测得相邻记数点的距离依次为S1=1.40cm， S2=1.90cm， S3=2.40cm， S4=2.90cm， S5=3.40cm，S6=3.90cm。则打记数点‘‘3’’时小车的速度为 ______ m/s，加速度为________(结果保留两位有效数字)