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绳系着装水的桶,在竖直平面内做圆周运动,水的质量m=0.1kg,绳长L=0.4m,求:
(1)桶在最高点水流不出的最小速率?(取g=10m/s2
(2)水在最高点速率v=4m/s时桶底对水的压力?
(1)以水为研究对象,若要使水刚好不流出来,则重力刚好提供向心力.
即mg=m
v2
R

则水运动的最小速率为v=
gR
=
10×0.4
m/s=2m/s
(2)对水受力分析,由牛顿第二定律有:FN+mg=m
v2
l

得:FN=3N
即桶底对水的压力为:FN′=3N
答:(1)桶在最高点水流不出的最小速率为2m/s;
(2)水在最高点速率v=4m/s时桶底对水的压力为3N.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内运动,圆盘半径为R,甲、乙两物体的质量分别为M和m(M>m),它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的μ倍,两物体用长为L的轻绳连在一起,L<R.若将甲物体放在转轴位置上,甲、乙连线正好沿半径方向拉直,开始时转盘角速度为零且连线无张且甲、乙物体均可视为质点.现缓慢增大转盘的角速度ω,试求:
(1)当圆盘旋转的角速度为多大时,连接甲、乙两物体的细线开始有张力;
(2)当圆盘旋转的角速度为多大时,甲、乙两物体将开始相对圆盘发生滑动.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

向心加速度的表达式为(  )
A.a=
v2
r
B.a=ωrC.a=
v
r
D.a=
ω2
r

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

随着航天技术的发展,许多实验可以搬到太空中进行.飞船绕地球做匀速圆周运动时,无法用天平称量物体的质量.假设某宇航员在这种环境下设计了如图所示装置(图中O为光滑的小孔)来间接测量物体的质量:给待测物体一个初速度,使它在桌面上做匀速圆周运动.设飞船中具有基本测量工具.
(1)物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计,原因是:______;
(2)实验时需要测量的物理量是弹簧秤示数F、圆周运动的周期T和______;
(3)待测物体质量的表达式为______.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

一个物体在半径为6m的圆周上,以6m/s的速度匀速圆周运动,所需的向心力为12N,物体的质量为______.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

高速铁路弯道处,外轨比内轨______(填“高”或“低”);列车通过弯道时______(填“有”或“无”)加速度.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,有A、B两颗行星绕同一颗恒星M做圆周运动,旋转方向相同,A行星的周期为T1,B行星的周期为T2,在某一时刻两行星相距最近,则(  )
A.经过时间t=T1+T2,两行星再次相距最近
B.经过时间t=
T1T2
T2-T1
,两行星再次相距最近
C.经过时间t=
T1+T2
2
,两行星相距最远
D.经过时间t=
T1T2
2(T2-T1)
,两行星相距最远

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

在一个光滑的玻璃漏斗中,两个质量相同的小球A与B紧贴着内壁分别在不同水平面内做匀速圆周运动,如图所示,则下列判断正确的是(  )
A.A球的线速度大于B球的线速度
B.A球的角速度大于B球的角速度
C.A球的运动周期大于B球的运动周期
D.A球对内壁的压力大于B球对内壁的压力

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,AB是倾角为θ的粗糙直轨道,BCD是光滑的圆弧轨道,AB恰好在B点与圆弧相切,圆弧的半径为R.一个质量为m的物体(可以看作质点)从直轨道上的P点由静止释放,结果它能在两轨道间做往返运动.已知P点与圆弧的圆心O等高,物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ.求:
(1)物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的总路程;
(2)最终当物体通过圆弧轨道最低点E时,对圆弧轨道的压力;
(3)为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点D,释放点距B点的距离L′应满足什么条件?

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