如图,质量为0.5kg的杯子里盛有1kg的水,用绳子系住水杯在竖直平面内做“水流星”表演,转动半径为1m,水杯通过最高点

2个回答

  • 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.

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