Question

雜技演員表演“水流星”的方法如下：一根細(xì)繩的一端系有盛滿(mǎn)水的小水桶，手拉繩的另一端，并以此為圓心，讓小水桶在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，質(zhì)量為0.5kg的小水桶里盛有1kg的水，表演時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為1m，當(dāng)水桶過(guò)最高點(diǎn)速度為4m/s時(shí)，水對(duì)桶底的壓力大小為_(kāi)_______；當(dāng)水桶過(guò)最高點(diǎn)水恰好不溢出，則此時(shí)細(xì)繩拉力大小為_(kāi)_______．（g=10m/s²．）

Answer 1

6N    0
分析：對(duì)桶中的水進(jìn)行受力分析，受重力和桶底對(duì)水的壓力，根據(jù)兩個(gè)力的合力提供向心力，求出桶底對(duì)水的壓力．當(dāng)水桶過(guò)最高點(diǎn)時(shí)水恰好不溢出，則桶底對(duì)水的壓力為0，求出此時(shí)的速度，再對(duì)桶和水整體受力分析，根據(jù)豎直方向上的合力提供向心力，求出繩子的拉力．
解答：對(duì)桶中的水分析有：，代入數(shù)據(jù)得，N=6N，根據(jù)牛頓第三定律知，水對(duì)桶底的壓力大小為6N．
當(dāng)水桶過(guò)最高點(diǎn)時(shí)水恰好不溢出，則桶底對(duì)水的壓力為0，有．則．
對(duì)桶和水整體有：Mg+F=，解得F=0．
故本題答案為：6N，0．
點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道做圓周運(yùn)動(dòng)沿半徑方向上的合力提供物體所需的向心力．以及知道當(dāng)水桶過(guò)最高點(diǎn)時(shí)水恰好不溢出，此時(shí)桶底對(duì)水的壓力為0．