解题思路:(1)杯子和水整体做圆周运动,在最高点.拉力和重力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解即可;
(2)在最高点,水受到的重力和杯底对水的压力的合力提供向心力,再次根据牛顿第二定律列式求解拉力.
(1)杯子和水整体做圆周运动,在最高点.拉力和重力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:
T+(m+M)g=(m+M)
v2
l
解得:T=(m+M)
v2
l-(m+M)g=(0.5+1)×
42
1-(0.5+1)×10=9N;
(2)在最高点,水受到的重力和杯底对水的压力的合力提供向心力,则:
Mg+F=M
v2
l
解得:F=M
v2
l-Mg=1
42
1−1×10=6N,
根据牛顿第三定律可知,在最高点时水对杯底的压力大小为6N.
答:(1)在最高点时,绳的拉力大小为9N.
(2)在最高点时水对杯底的压力大小为6N.
点评:
本题考点: 向心力;牛顿第二定律.
考点点评: 本题关键找出向心力来源,然后根据牛顿第二定律列式求解,难度不大,属于基础题.