【題目】一細(xì)桿與水桶相連,水桶中裝有水,水桶與細(xì)桿一起在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示,水的質(zhì)量m=0.5kg,水的重心到轉(zhuǎn)軸的距離l=50cm。(取g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力)

⑴若在最高點(diǎn)水不流出來,求桶的最小速率;

⑵若在最高點(diǎn)水桶的速率v=3m/s,求水對(duì)桶底的壓力。

【答案】桶的最小速率為2.42m/s;水對(duì)桶底的壓力為5N

【解析】試題分析:分別以水桶和桶中的水為研究對(duì)象,對(duì)它們進(jìn)行受力分析,找出它們做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的來源,根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律建立方程即解。

以水桶中的水為研究對(duì)象,在最高點(diǎn)恰好不流出來,說明水

的重力恰好提供其做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力,此時(shí)桶的速率最小。

此時(shí)有:

mgm; 則所求的最小速率為:v0m/s=2.42m/s

在最高點(diǎn),水所受重力mg的方向豎直向下,此時(shí)水具有向下的向心加速度,處于失重狀態(tài),其向心加速度的大小由桶底對(duì)水的壓力和水的重力決定。

由向心力公式Fm可知,當(dāng)v增大時(shí),物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力也隨之增大,由于

v3m/sv02.42m/s,因此,當(dāng)水桶在最高點(diǎn)時(shí),水所受重力已不足以水做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力,

此時(shí)桶底對(duì)水有一向下的壓力,

設(shè)為FN,則由牛頓第二定律有:

FNmgm; ∴FNmmg

代入數(shù)據(jù)可得FN5N。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】利用圖所示的電路測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,要求盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差。供選擇的器材有:

A.電流表A(00.6A)

B.電壓表V1(03V)

C.電壓表V2(015V)

D.滑動(dòng)變阻器R1(020Ω)

E.滑動(dòng)變阻器R2(0200Ω)

F.定值電阻R0

G.開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干

(1)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用________,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(選填相應(yīng)器材前的字母)。

(2)閉合開關(guān),電壓表和電流表均有示數(shù),但是無論怎么移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,電壓表的讀數(shù)變化都非常小。同學(xué)們討論后,在原電路的基礎(chǔ)上又加了一個(gè)定值電阻R0,問題得到解決。請(qǐng)你在虛線框內(nèi)畫出改進(jìn)后的電路圖________________。

某位同學(xué)記錄了6組數(shù)據(jù),對(duì)應(yīng)的點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在坐標(biāo)紙上.在圖坐標(biāo)紙上畫出UI圖線____,并根據(jù)所畫圖線可得出干電池的電動(dòng)勢(shì)E______V,內(nèi)電阻r________Ω.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】有一根粗細(xì)均勻的空心導(dǎo)體棒如圖a所示,截面為同心圓環(huán)(如圖b),其電阻約為100 Ω,這種材料的電阻率為ρ.某同學(xué)用以下器材測(cè)量該導(dǎo)體棒的內(nèi)徑:

A20分度的游標(biāo)卡尺

B.螺旋測(cè)微器

C.電流表A1(量程50 mA,內(nèi)阻R1100 Ω)

D.電流表A2(量程100 mA,內(nèi)阻R240 Ω)

E.滑動(dòng)變阻器R(010 Ω)

F.直流電源E

G.導(dǎo)電材料樣品Rx

H.開關(guān)一只,導(dǎo)線若干

(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量導(dǎo)體棒長(zhǎng)度,示數(shù)記為L;用螺旋測(cè)微器測(cè)量其外徑如圖,示數(shù)D____mm.

(2)請(qǐng)根據(jù)下面的實(shí)驗(yàn)原理圖完成實(shí)物連接__________

(3)閉合開關(guān)S,調(diào)整滑動(dòng)變阻器,記錄電流表A1的讀數(shù)I1和電流表A2的讀數(shù)I2,則導(dǎo)體管的內(nèi)徑d____(用已知量和測(cè)量量的符號(hào)來表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示是做研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)示意圖

1)引起本實(shí)驗(yàn)誤差的原因是__________

A.小球運(yùn)動(dòng)時(shí)與白紙相接觸

B.確定Oy軸時(shí),沒有用重錘線

C.斜槽不是絕對(duì)光滑,有一定摩擦

D.根據(jù)曲線計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度時(shí),在曲線上取作計(jì)算的點(diǎn)離遠(yuǎn)點(diǎn)O較遠(yuǎn)

2)在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,用一張印有小方格的紙記錄軌跡,小方格的邊長(zhǎng)為L,若小球在平拋運(yùn)動(dòng)途中的幾個(gè)位置如圖中的a、bc所示,(當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g,以下問題用已知量對(duì)應(yīng)的字母表示)則:

小球從ac時(shí)間t=_______________s

②小球經(jīng)過b點(diǎn)時(shí)速度的水平分速度=__________m/s;

③小球在c點(diǎn)時(shí)速度的豎直分量=____________m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,虛線a、b、c代表電場(chǎng)中一簇等勢(shì)線,相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等,實(shí)線為一帶電質(zhì)點(diǎn)(重力不計(jì))僅在電場(chǎng)力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn),對(duì)同一帶電質(zhì)點(diǎn),據(jù)此可知

A. 三個(gè)等勢(shì)面中,a的電勢(shì)最高

B. 帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能比通過Q點(diǎn)時(shí)大

C. 帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的電場(chǎng)力比通過Q點(diǎn)時(shí)大

D. 帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)具有的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)具有的電勢(shì)能大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一質(zhì)量為m的小球固定于輕質(zhì)彈簧的一端,彈簧的另一端固定于O點(diǎn),將小球拉至A處,彈簧恰好無形變,由靜止釋放小球,它運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方B點(diǎn)的豎直高度差為h,速度為v,則(  )

A. 小球在B點(diǎn)動(dòng)能小于mgh

B. AB小球重力勢(shì)能減少mv2

C. AB小球克服彈力做功為mgh

D. 小球到達(dá)位置B時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為mgh-

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】“探究影響平行板電容器電容大小因素”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,忽略漏電產(chǎn)生的影響,下列判斷正確的是( )

A. 靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度的大小顯示了平行板電容器所帶電量的多少

B. 若用一個(gè)電壓表替代靜電計(jì),實(shí)驗(yàn)效果相同

C. 若在平行板間插入介電常數(shù)更大的電介質(zhì),板間的電場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)減小

D. 若平板正對(duì)面積減小時(shí),靜電計(jì)指針偏角減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中

(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量有效長(zhǎng)度如圖甲所示,可知其長(zhǎng)度為L =_________mm

(2)如圖乙所示,用螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲的直徑的測(cè)量值d=__________mm;

(3)選用“×1”倍率的電阻擋測(cè)量,先進(jìn)行歐姆調(diào)零,再用來測(cè)金屬絲的電阻,此時(shí)觀察到多用表的示數(shù)如圖丙所示,測(cè)量結(jié)果為R=__________Ω。

(4)該金屬絲電阻率的表達(dá)式 ρ=________(用Rd、L表示)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用如圖(a)裝置做探究彈簧彈力大小與其長(zhǎng)度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn).

1)在安裝刻度尺時(shí),必須使刻度尺保持 狀態(tài).

2)他通過實(shí)驗(yàn)得到如圖(b)所示的彈力大小F與彈簧長(zhǎng)度x的關(guān)系圖線,由此圖線可得該彈簧的原長(zhǎng)x0= cm,勁度系數(shù)k= N/m

3)他又利用本實(shí)驗(yàn)原理把該彈簧做成一把彈簧秤,當(dāng)彈簧秤上的示數(shù)如圖(c)所示時(shí),該彈簧的長(zhǎng)度x= cm

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