Question

绳子系着装有水的小水桶，在竖直平面内作圆周运动，水的质量m=0.5Ｋg，绳长40cm，若不考虑桶的尺寸，求： 

①桶通过最高点时至少要有多大的速度水才不会流出？

②若水在最高点速度为V＝5m/s，水对桶的压力是多少？（g=10m/s²）

 

Answer 1

【答案】

①2m/s②26.25N

【解析】（12分）要使水不流出，即所有的重力要充当向心力，即

mv²/r=mg……………………………..(3分)

v²=gr

v=2m/s ……………………………….（2分）

在最高点，速度为5m/s时

向心力 F=F_N+mg=mv²/r…………………………(3分)

=31.25N

故：F_N＝31.25-mg=26.25N…………………….(2分)

根据牛顿第三定律可知水对水桶的压力为26.25N。（2分）