Question

【题目】有一根细绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，木桶的质量m1＝0.6kg，水的质量m2＝0.4kg，绳长L＝40cm，求：（g＝10m/s2）

（1）最高点水不流出的最小速率

（2）若水在最高点速率v＝4m/s，绳子对木桶的拉力是多少.

Answer 1

【答案】（1）最高点水不流出的最小速率为2m/s；（2）若水在最高点速率v＝4m/s，绳子对木桶的拉力是30N。

【解析】

（1）当桶底对水压力为零时，速度最小。水的重力提供向心力，由牛顿第二定律可得：

mg＝m

解得：v＝＝2m/s。

（2）在最高点，对水和水桶整体，根据牛顿第二定律得：T+（m1g+m2g）＝（m1+m2）

解得：T＝（m1+m2）﹣（m1g+m2g）＝（0.6+0.4）×﹣（0.6×10+0.4×10）＝30N。