Question

一根長(zhǎng)為L(zhǎng)＝60cm的繩子系著一個(gè)裝有水的水桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)．已知水的質(zhì)量m＝0．5kg，g取10m/s²．求：

(1)水桶到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)水不流出的最小速度；

(2)當(dāng)水桶在最高點(diǎn)時(shí)的速度為3m/s時(shí)，水對(duì)桶底的壓力．

Answer 1

答案：
解析：

(1)vmin＝2.5m/s;(2)N＝2.5N

提示：

提示：(1)水桶到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，水不流出的條件是水本身重力不大于它做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力，即mg≤m速率最小時(shí)，有mg＝m，所以最小速率為νmin＝＝ m/s≈2．5m/s． (2)當(dāng)水桶在最高點(diǎn)時(shí)的速率大于νmin時(shí)，只靠重力提供向心力已不夠，這時(shí)水桶底對(duì)水就應(yīng)有一向下的壓力N，即N＋mg＝m，解得N＝m(-g)＝0．5×(-10)N＝2．5N．水對(duì)桶底的壓力是這一力的反作用力，大小也是2．5N，方向豎直向上．