雜技演員在做“水流星”表演時,用一根細(xì)繩兩端各系一只盛水的杯子,掄起繩子,讓杯子在豎直面內(nèi)做半徑相同的圓周運(yùn)動,如圖所示.杯內(nèi)水的質(zhì)量m=0.5 kg,繩長l=60 cm ,g=10m/s2.求:

(1)在最高點(diǎn)水不流出的最小速率.
(2)水在最高點(diǎn)速率v=3 m/s時,水對杯底的壓力大小.

(1)m/s(或者1.73m/s) 。2)10N

解析試題分析:(1)當(dāng)杯子運(yùn)動到最高點(diǎn)時,水恰好不流出時速率最小,此時由水的重力剛好提供其做圓周運(yùn)動的向心力,根據(jù)牛頓第二定律得:
由題設(shè)知,杯子圓周運(yùn)動的半徑為
兩式聯(lián)立解得:
(2)以杯中水為研究對象,設(shè)在最高點(diǎn)時杯底對水的彈力為F,由水的重力和杯底的彈力的合力提供水做圓周運(yùn)動的向心力,由牛頓第二定律得:
解得:
由牛頓第三定律得水對杯底的壓力大小為10N。
考點(diǎn):本題考查牛頓運(yùn)動定律、向心力,意在考查考生運(yùn)用所學(xué)物理知識和方法分析解決實際問題的能力。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:單選題

一圓盤可繞通過圓盤中心O且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動。在圓盤上放置一小木塊A,它隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動如圖,則關(guān)于木塊A的受力,下列說法正確的是(   )

A.木塊A受重力、支持力和向心力
B.木塊A受重力、支持力和靜摩擦力,摩擦力的方向與木塊運(yùn)動方向相反
C.木塊A受重力、支持力和靜摩擦力,摩擦力的方向指向圓心
D.木塊A受重力、支持力和靜摩擦力,摩擦力的方向與木塊運(yùn)動方向相同

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如圖所示,雜技演員在表演“水流星”節(jié)目時,用細(xì)繩系著的盛水的杯子可以在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動,甚至當(dāng)杯子運(yùn)動到最高點(diǎn)時杯里的水也不流出來。下列說法中正確的是

A.在最高點(diǎn)時,水對杯底一定有壓力
B.在最高點(diǎn)時,盛水杯子的速度一定不為零
C.在最低點(diǎn)時,細(xì)繩對杯子的拉力充當(dāng)向心力
D.在最低點(diǎn)時,杯中的水不只受重力作用

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

一個帶電微粒在圖示的正交勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動。則該帶電微粒必然帶_____,旋轉(zhuǎn)方向為_____。若已知圓半徑為r,電場強(qiáng)度為E磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則線速度為_____。

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

如圖甲是利用激光測轉(zhuǎn)速的原理示意圖,圖中圓盤可繞固定軸轉(zhuǎn)動,盤邊緣側(cè)面上有一小段涂有很薄的反光材料.當(dāng)盤轉(zhuǎn)到某一位置時,接收器可以接收到反光涂層所反射的激光束,并將所收到的光信號轉(zhuǎn)變成電信號,在示波器顯示屏上顯示出來(如圖乙所示).

(1)若圖乙中示波器顯示屏上橫向的每大格(5小格)對應(yīng)的時間為5.00×10-2s,則圓盤的轉(zhuǎn)速為____________轉(zhuǎn)/s.(保留3位有效數(shù)字)
(2)若測得圓盤直徑為10.20 cm,則可求得圓盤側(cè)面反光涂層的長度為________cm.(保留3位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,水平轉(zhuǎn)盤上放有質(zhì)量為m的物塊,當(dāng)物塊到轉(zhuǎn)軸的距離為r時,連接物塊和轉(zhuǎn)軸的繩剛好被拉直(繩中張力為零),物塊與轉(zhuǎn)盤間最大靜摩擦力是其重力的k倍,求:

(1)轉(zhuǎn)盤的角速度為時繩中的張力T1;
(2)轉(zhuǎn)盤的角速度為時繩中的張力T2。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)如圖所示,在光滑水平面上放著一個質(zhì)量M=0.3kg的木塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),在木塊正上方1m處有一個固定懸定點(diǎn)O,在懸點(diǎn)O和木塊之間用一根長2m、不可伸長的輕繩連接。有一顆質(zhì)量m=0.1kg的子彈以80m/s的速度水平射入木塊并留在其中,之后木塊繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動。求:

①木塊以多大速度脫離水平地面?
②當(dāng)木塊到達(dá)最高點(diǎn)時對輕繩的拉力F為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

一輛質(zhì)量m=2.0×103kg的汽車,經(jīng)過半徑r=50m的水平彎路.則:
(1)當(dāng)汽車的速度v=10m/s時,受到的向心力為多大?
(2)若汽車輪胎與路面間的最大靜摩擦力Fm=9.0×103N,為了使這輛車通過此段彎路時不發(fā)生側(cè)滑,行駛的最大速度為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

某人以一定的速率垂直于河岸向?qū)Π队稳,?dāng)水流是勻速流動時,人所游過的路程、過河的時間與水速的關(guān)系是:(    )

A.水速大時,路程長,時間短B.水速大時,路程長,時間長
C.水速大時,路程長,時間不變D.路程、時間與水速無關(guān)

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同步練習(xí)冊答案