Question

【題目】如圖，質(zhì)量為0.5kg的杯子里盛有1kg的水，用繩子系住水杯在豎直平面內(nèi)做“水流星”表演，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為1m，水杯通過(guò)最高點(diǎn)的速度為4m/s，求：

（1）在最高點(diǎn)時(shí)，繩的拉力？
（2）在最高點(diǎn)時(shí)水對(duì)杯底的壓力？

Answer 1

【答案】
（1）解：以杯和水整體為研究對(duì)象，豎直方向受到重力和繩的拉力作用，合力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力，故有：

（M+m）g+T=

可得繩的拉力T= =

（2）解：以杯中水為研究對(duì)象，水受到杯底的壓力和重力的合力提供水隨杯圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故有：

N+Mg=

可得水受到杯底的壓力N=M（ ）=1× ，方向豎直向下．

根據(jù)牛頓第三定律知，水對(duì)杯底的壓力為6N，方向豎直向上．

【解析】（1）以水和杯子為研究對(duì)象，受到繩的拉力和重力的合力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力求得繩的拉力；（2）以杯中水為研究對(duì)象，受到杯底對(duì)水的壓力和重力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力求得杯底對(duì)水的壓力，從而得到水對(duì)杯底的壓力．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了向心力的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握向心力總是指向圓心，產(chǎn)生向心加速度，向心力只改變線速度的方向，不改變速度的大小；向心力是根據(jù)力的效果命名的.在分析做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)受力情況時(shí)，千萬(wàn)不可在物體受力之外再添加一個(gè)向心力才能正確解答此題．