Question

绳系着装有水的小木桶，在竖直平面内做圆周运动，水的质量m＝0.5 kg，绳长L＝40 cm．求：

(1)桶在最高点而使水不流出的最小速度；

(2)水在最高点速度v＝3 m/s时，水对桶底的压力．

Answer 1

答案：
解析：

解析：在最高点，水受桶的压力，方向竖直向下，向心力由重力和压力的合力提供． 　　(1)在最高点，水受两个力：一是重力；二是桶底对水的压力(向下)．二者均向下． 　　所以：F向＝F＋G＝mv2/L，v变大时，F变大 　　当F为最小，即F＝0时 　　vmin＝m/s＝2 m/s 　　桶在最高点时使水不流出的最小速率为2 m/s． 　　(2)当v＝3 m/s时，F＝mv2/L－mg＝0.5×(－10)N＝6.25 N 　　根据牛顿第三定律可知，水对桶底的压力为6.25 N，方向竖直向上． 　　方法归纳：虽然向心力公式是由匀速圆周运动推出来的，但它仍适用于非匀速圆周运动．