Question

9．雜技演員表演“水流星”，在長(zhǎng)為1.6m的細(xì)繩的一端，系一個(gè)總質(zhì)量為m=0.5kg的盛水容器，以繩的另一端為圓心，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，若“水流星”通過(guò)最高點(diǎn)的速度為4m/s，則下列說(shuō)法正確的是（g=10m/s²）（　�。�

• A． “水流星”通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，繩的張力及容器底部受到的壓力均為零
• B． “水流星”通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，繩子的拉力大小為5N
• C． “水流星”通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，有水從容器中流出
• D． “水流星”通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，處于完全失重狀態(tài)，不受力的作用

Answer 1

分析 在最高點(diǎn)當(dāng)繩子的張力恰好為零時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律求出臨界的最小速度，從而判斷水能否從容器中流出．對(duì)整體分析，運(yùn)用牛頓第二定律分析繩的張力及容器底受到的壓力大�。�

解答 解：A、B、在最高點(diǎn)當(dāng)繩子的張力恰好為零時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律：mg=m$\frac{{v}_{0}^{2}}{r}$，
解得：v₀=$\sqrt{gr}=\sqrt{10×1.6}=4$m/s
則知“水流星”通過(guò)最高點(diǎn)的速度為v=4m/s，恰好能通過(guò)最高點(diǎn)，水不從容器流出，此時(shí)繩子張力為零，水和桶都只受重力，處于完全失重狀態(tài)，繩的張力及容器底受到的壓力均為零．故A正確，B錯(cuò)誤．
C、“水流星”通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，恰好能通過(guò)最高點(diǎn)，水不從容器流出，故C錯(cuò)誤．
D、“水流星”通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，處于完全失重狀態(tài)，但仍受重力，故D錯(cuò)誤．
故選：A．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵搞清做圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來(lái)源，運(yùn)用牛頓第二定律進(jìn)行求解．