分析 (1)对杯和水整体受力分析,确定圆周运动所需要的向心力是由哪个力提供的,再由牛顿第二定律求解;
(2)水对小杯底的压力与杯子对水的支持力是作用力与反作用力,只要求出杯子对水的支持力的大小就可以了,它们的大小相等,方向相反;
(3)物体恰好能过最高点,此时的受力的条件是只有物体的重力作为向心力.
解答 解:(1)在最高点,对杯和水,由牛顿第二定律得:
T+(M+m)g=(M+m)$\frac{{v}^{2}}{R}$
可得 T=(M+m)($\frac{{v}^{2}}{R}$-g)=45N
(2)对水,水受重力Mg和杯的压力F作用,有:N+Mg=M$\frac{{v}^{2}}{R}$
得 N=M($\frac{{v}^{2}}{R}$-g)=30N
(3)小杯经过最高点时水恰好不流出时,此时杯对水的压力为零,只有水的重力作为水的向心力,则对水有
Mg=M$\frac{{v}_{0}^{2}}{R}$
可得 v0=$\sqrt{gR}$=2m/s
答:(1)在最高点时绳对杯的拉力是45N.
(2)在最高点时水对小杯底的压力是30N.
(3)为使小杯经过最高点时水不流出,在最高点时最小速率是2m/s.
点评 水桶在竖直面内做圆周运动时向心力的来源是解决题目的重点,分析清楚哪一个力做为向心力,再利用向心力的公式可以求出来,必须要明确的是当水桶恰好能过最高点时,只有水的重力作为向心力,此时水恰好流不出来.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 速度不断减小,加速度为零时,速度最小 | |
B. | 速度不断增大,加速度为零时,速度最大 | |
C. | 速度的变化越来越快 | |
D. | 速度一直保持不变 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 甲物体做匀加速直线运动,乙物体做匀减速直线运动 | |
B. | 甲、乙两物体都在做匀速直线运动 | |
C. | 在t1时刻甲、乙两物体相遇 | |
D. | 在t2时刻甲、乙两物体相遇 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | B光的频率大于A光的频率 | |
B. | A光的频率大于B光的频率 | |
C. | 用A光照射光电管时流过电流表G的方向是a流向b | |
D. | 用A光照射光电管时流过电流表G的方向是b流向a |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 向心力既改变圆周运动物体速度的方向,又改变速度的大小 | |
B. | 在物体所受力中,只有指向圆心的力才是向心力 | |
C. | 向心力是按照力的性质命名的 | |
D. | 做匀速圆周运动的物体所受的合外力即为物体的向心力 |
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 穿过线圈的磁通量变化越大,线圈上产生的感应电动势越大 | |
B. | 通过线圈的电流变化越快,线圈的自感系数越大 | |
C. | 电场总是由变化的磁场产生的 | |
D. | 真空中不同频率的光,速度都相同 |
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | b受到a的支持力增加了mg | B. | b受到a的摩擦力增加了mg | ||
C. | 推力F的大小增加了mg | D. | a受地面的摩擦力增加了mg |
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