Question

高一一道物理题

质量为0.1kg的木桶内盛水0.4kg，用50cm的绳子系桶，使他在竖直面内做圆周运动，如果通过最高点和最低点时的速度大小分别为9m/s和10m/s，求木桶在最高点与最低点对绳子的拉力和水对桶底的压力

最后求得两个力有什么不同应该怎么列式

Answer 1

M=0.1Kg    m=0.4Kg   L=0.5m    v1=9m/s  v2=10m/s   g取10m/s²

最高点：                       

                                   v1²

    桶+水：（M+m)g +  F1 = (M+m)-------

                                                             L

                              5 + F1   = 81

                                     F1=76 N

                       由牛顿第三定律：F1=F1‘=76N ( 绳对木桶的拉力=木桶对绳的拉力)

                                                   

                                                            v1²

         桶：   Mg + F1 - N1 = M --------

                                                            L 

                      1 + 76 - N1 = 16.2

                                   N1=60.8 N

  

最低点：

                                  v2²

  桶+水：   F2  - (M+m)g = (M+m)--------

                                                            L

                             F2 - 5 = 100

                                  F2=105 N

                                                   v2²

        桶： F2 - Mg - N2 =M---------

                                                    L

                   105 - 1 - N2= 20

                                 N2=84 N

       

       有两张受力分析图，结合看一下。

Answer 2

都一样，都是绳子的拉力提供向心力。因为速度大于根号5 所以水对桶是超重的。绳子拉力提供向心力所以绳子的拉力和水对桶底的压力算法是一致的都是拉力提供向心力F向=F拉-mg但是最高点时F向=F拉+mg，这就是差别再根据公式F向=mv²/R算出值

Answer 3

用隔离法解
先分析水，求水对桶的压力，支持力等于压力。
再对桶分析，受水的压力和绳的拉力，用向心力公式解便可以了。