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物理
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如图,质量为0.5kg的杯子里盛有1kg的水,用绳子系住水杯在竖直平面内做“水流星”表演,转动半径为1m,水杯通过最高点的速度为4m/s,(g取10m/s
2
)求:
(1)在最高点时,绳的拉力大小.
(2)在最高点时水对杯底的压力大小.
人气:100 ℃ 时间:2019-10-10 07:58:29
解答
(1)杯子和水整体做圆周运动,在最高点.拉力和重力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:
T+(m+M)g=(m+M)
v
2
l
解得:T=(m+M)
v
2
l
-(m+M)g=(0.5+1)×
4
2
1
-(0.5+1)×10=9N;
(2)在最高点,水受到的重力和杯底对水的压力的合力提供向心力,则:
Mg+F=M
v
2
l
解得:F=M
v
2
l
-Mg=1
4
2
1
−1×10
=6N,
根据牛顿第三定律可知,在最高点时水对杯底的压力大小为6N.
答:(1)在最高点时,绳的拉力大小为9N.
(2)在最高点时水对杯底的压力大小为6N.
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