【題目】雜技演員在做 “水流星”表演時(shí),用一根細(xì)繩系著盛水的杯子,掄起繩子,讓杯子在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)．如圖所示,杯內(nèi)水的質(zhì)量m＝０.５kg,繩長(zhǎng)L＝４０cm,g＝１０m/s２．

求:（1）在最高點(diǎn)水不流出的最小速率．

（2）水在最高點(diǎn)速率為４m/s時(shí),水對(duì)杯底的壓力大�。�

【答案】(1) m/s (2)35N

【解析】試題分析：（1）杯子運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，水恰好不流出時(shí)，由水的重力剛好提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，根據(jù)牛頓第二定律求解最小速率；
（2）水在最高點(diǎn)速率v=4m/s時(shí)，以水為研究對(duì)象，分析受力情況：重力和杯底的彈力，其合力提供水做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由牛頓第二定律求解此彈力，再牛頓第三定律，求出水對(duì)杯底的壓力大小。

解：(1) 據(jù)題知，杯子圓周運(yùn)動(dòng)的半徑

杯子運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，設(shè)速度為v時(shí)水恰好不流出，由水的重力剛好提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，根據(jù)牛頓第二定律得：，解得：；

(2) 對(duì)水研究，在最高點(diǎn)時(shí)由水的重力和杯底的彈力的合力提供水做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由牛頓第二定律得：

則得：。

點(diǎn)晴：本題應(yīng)用牛頓第二定律破解水流星節(jié)目成功的奧秘，關(guān)鍵在于分析受力情況，確定向心力的來(lái)源。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一質(zhì)量m、電荷量－q的圓環(huán)，套在與水平面成θ角的足夠長(zhǎng)的粗糙細(xì)桿上，圓環(huán)的直徑略大于桿的直徑，細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．現(xiàn)給圓環(huán)一沿桿左上方方向的初速度v0，(取為初速度v0正方向) 以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的速度圖象可能是( )

A.

B.

C.

D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，先后以速度v1和v2勻速把一矩形線圈拉出有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，v2=2v1，在先后兩種情況下（ ）

A．線圈中的感應(yīng)電流之比I1：I2=2：1

B．作用在線圈上的外力大小之比F1:F2=1:2

C．線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1:Q2=1:2

D．通過(guò)線圈某一截面的電荷量之比q1:q2=1:1

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，一長(zhǎng)為10cm的金屬棒ab用兩個(gè)完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.1T，方向垂直于紙面向里，彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣，金屬棒通過(guò)開(kāi)關(guān)與一電動(dòng)勢(shì)為12V的電池相連，電路總電阻為2Ω，已知開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)兩彈簧的伸長(zhǎng)量均為0.5cm，閉合開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長(zhǎng)量與開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)相比均改變了0.3cm，重力加速度大小取10m/s2，判斷開(kāi)關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向，并求出金屬棒的質(zhì)量．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)的基本模型，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 如圖a，汽車(chē)通過(guò)拱橋的最高點(diǎn)處于超重狀態(tài)

B. 如圖b所示是一圓錐擺，增大θ，但保持圓錐的高不變，則圓錐擺的角速度不變

C. 如圖c，同一小球在光滑而固定的圓錐筒內(nèi)的A、B位置先后分別做勻速度圓周運(yùn)動(dòng)，則在A、B兩位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等

D. 如圖d，火車(chē)轉(zhuǎn)彎超過(guò)規(guī)定速度行駛時(shí)，外軌對(duì)輪緣會(huì)有擠壓作用

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】長(zhǎng)為L的平行金屬板水平放置,兩極板帶等量的異種電荷,板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng),一個(gè)帶電量為+q、質(zhì)量為m的帶電粒子,以初速度v0緊貼上極板垂直于電場(chǎng)線方向進(jìn)入該電場(chǎng),剛好從下極板邊緣射出,射出時(shí)速度恰與下極板成30°角,如圖所示,不計(jì)粒子重力.

(1).粒子末速度的大小;

(2).勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng);

(3).兩板間的距離.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道，然后經(jīng)點(diǎn)火使其沿橢圓軌道運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火將衛(wèi)星送入同步圓軌道．軌道、相切于點(diǎn)，軌道、相切于點(diǎn)．則當(dāng)衛(wèi)星分別在、、軌道正常運(yùn)行時(shí)，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（ ）

A. 衛(wèi)星在軌道上的周期大于在軌道上的周期

B. 衛(wèi)星在軌道上的速率小于在軌道上的速率

C. 衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行時(shí)，經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí)的速率大于經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí)的速率

D. 衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行時(shí)，經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí)的加速度大于經(jīng)過(guò)點(diǎn)的加速度

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】質(zhì)量為30kg的小孩坐在10kg的雪橇上，大人用與水平方向成37°斜向上的拉力拉雪橇，拉力的大小為200N，雪橇與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，（取sin37°=0.6，cos37°=0.8，取取重力加速度g=10m/s2）

（1）求雪橇對(duì)地面的壓力大�。�

（2）求雪橇運(yùn)動(dòng)的加速度大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體A和B互相接觸，底座絕緣，把一帶正電荷的物體C置于A附近，貼在A、B下部的金屬箔都張開(kāi)，則下列正確的是（ ）

A．此時(shí)A帶正電，B帶負(fù)電

B．此時(shí)A電勢(shì)高，B電勢(shì)低

C．移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合

D．先把A和B分開(kāi)，然后移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合

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