Question

如图所示,质量为0.5kg的小杯里盛有1kg的水，用绳子系住小杯在竖直平面内

如图，质量为0.5kg的小杯里盛有1kg的水，用绳子系住小杯在竖直平面内做“水流星”表演，转动半径为1m，小杯通过最高点的速度为4m/s，g取10m/s平方。求：
1.在最高点时，绳的拉力？
2. 在最高点时水对小杯底的压力？
3.为使小杯经过最高点时水不流出,则 在最高点时杯子的速率应满足什么条件?

Answer 1

这题主要用到的是离心力的计算公式F=mv^2/r;
(1)有公式我们得 F=（M水+M杯）v^2/r=(1+0.5)x4^2/1=24N
这里我们将水和杯看成一个整体，提供他离心力F的有重力和绳子的拉力
所以：F绳=F-G=24-（1+0.5）x10=9N
（2）单独对水分析，在最高点时，水的受力是自身重力和杯子对他的力；
所以：F杯对水+G水=M水v^2/r F杯对水=1x4^2/1-1x10=6N
由于作用力和反作用力大小相等，方向相反，所以F水对杯=F杯对水=6N，方向竖直向上
（3）为使得水不流出，则在最高点时水的重力正好提供离心力
即：F离=G水=M水v^2/r v^2=G水r/M水=10x1/1=10 v=根号10

追问

你怎么没早点来呢，早点来就选你了嘛！！！！还是你解答的详细

追答

呵呵，没事，解决问题了就好

Answer 2

1、此时水杯和水的向心力又拉力和重力提供，拉力等于向心力减重力。
T=mV^2/r-mg=1.5kg*[(4m/s)^2/1m-10N/kg]=9N
2、此时水的向心力又重力和压力提供
F=mv^2/r-mg=1kg*[(4m/s)^2/1m-10N/kg]=6N
3、若水不流出，则速度最小时，向心力至少与重力相平衡。
即mv^2/r=mg
v大于等于根号10m/s