Question

11．如圖所示，質(zhì)量為0.1kg的木桶內(nèi)盛水0.4kg，用50cm的繩子系桶，使它在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)．如果通過(guò)最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)的速度大小分別為9m/s和10m/s，求木桶在最高點(diǎn)對(duì)繩的拉力和最低點(diǎn)水對(duì)桶的壓力．（g取10m/s²）

Answer 1

分析 在最高點(diǎn)，對(duì)整體分析，根據(jù)牛頓第二定律求出最高點(diǎn)對(duì)繩子的拉力大�。�在最低點(diǎn)，對(duì)水分析，根據(jù)牛頓第二定律求出桶對(duì)水的彈力．

解答 解：在最高點(diǎn)時(shí)，以木桶和水為研究對(duì)象，木桶和水的質(zhì)量為：M=0.1kg+0.4kg=0.5kg，
根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)+Mg=M$\frac{{{v}_{1}}^{2}}{R}$，
解得$F=M\frac{{{v}_{1}}^{2}}{R}-Mg=0.5×\frac{81}{0.5}-5$N=76N．
在最低點(diǎn)，對(duì)水分析，根據(jù)牛頓第二定律得，N-mg=m$\frac{{{v}_{2}}^{2}}{R}$，
解得N=mg+m$\frac{{{v}_{2}}^{2}}{R}$=4+0.4×$\frac{100}{0.5}$=84N．
根據(jù)牛頓第三定律知，最低點(diǎn)水對(duì)桶的壓力為84N．
答：木桶在最高點(diǎn)對(duì)繩的拉力為76N，最低點(diǎn)水對(duì)桶的壓力為84N．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道向心力的來(lái)源，選擇好研究對(duì)象，結(jié)合牛頓第二定律進(jìn)行求解，難度不大．