Question

绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，水的质量m=0.5kg，绳长L=60cm，求：（g=10m/s²）

（1）在最高点水不流出的最小速率？

（2）水在最高点速率v=3m/s时，水对桶底的压力？

Answer 1

考点：  向心力；牛顿第二定律．

专题：  牛顿第二定律在圆周运动中的应用．

分析：  （1）在最高点，当水对桶底的压力为零时，此时速度最小，根据牛顿第二定律求出在最高点水不流出的最小速率．

（2）在最高点，水靠重力和桶底对水的压力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出桶底对水的压力．

解答：  解：（1）当桶底对水压力为零时，速度最小．

mg=m

解得v=．

（2）在最高点，根据牛顿第二定律得，F+mg=m

解得F=．

根据牛顿第三定律，知水对桶底的压力为2.5N．

答：（1）在最高点水不流出的最小速率为．

（2）水对桶底的压力为2.5N．

点评：  解决本题的关键知道水做圆周运动向心力的来源，根据牛顿第二定律进行求解．