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某同學用長0.8m的細繩一端系住一只小碗，碗內盛水，碗和水的總質量為0.5kg．該同學抓住細繩另一端甩動細繩，使碗和水在豎直面內飛快地旋轉．求：
（1）為了不讓水從碗內灑出來，碗到最高點的速度至少是多少？
（2）由于繩子能夠承受的最大拉力為15N，碗到最低點的速度最大不能超過多少？（g取10m/s2）
分析：（1）為了不讓水從碗內灑出來，碗到最高點的臨界情況是碗底對水的作用力為零，根據牛頓第二定律求出最小的速度．
（2）根據在最低點合力提供向心力，根據牛頓第二定律求出碗在最低點的最大速度．
解答：解：（1）根據牛頓第二定律得：mg=m
υ2
R

解得：υ=
gR
=2
2
≈2.828m/s
（2）在最低點，根據牛頓第二定律得：T-mg=m
υ2
R

代入數據有：15-5=0.5×
v2
0.8

解得：υ=4m/s．
答：（1）為了不讓水從碗內灑出來，碗到最高點的速度至少是2.828m/s．
（2）碗到最低點的速度最大不能超過4m/s．
點評：解決本題的關鍵知道圓周運動向心力的來源，結合牛頓第二定律進行求解．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，質量為m=1kg、長為L=0.8m的均勻矩形薄板靜止在水平桌面上，其右端與桌子邊緣相平．板與桌面間的動摩擦因數為μ=0.4．現用F=5N的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，求力F至少要做多少功．（g=10m/s2）
某同學針對這個問題提出如下觀點：
①當板運動的距離等于板長的一半時，板就將翻下桌子；
②當力F的作用距離達到板長的一半時，力F所做的功最少．
請你判斷這位同學的兩個觀點是否正確的？如果正確，請計算出力F所做的功的最小值；如果不正確，請用正確的方法計算出力F做功的最小值．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（1）某學生做“驗證牛頓第二定律”的實驗．在平衡摩擦力時，把長木板的一端墊得過高，使得傾角偏大．他所得到的a-F關系可用下列哪根圖線表示？圖中a是小車的加速度，F是細線作用于小車的拉力．正確選項是
C
C
．
A、B、
C、D、
（2）某同學用紙帶研究作勻變速直線運動的小車的加速度時，從打出的紙帶中選出一條較好的紙帶，每隔4個點作為一個計數點，并標記為0、1、2、3、4、…．該同學測量出1與2兩點間的距離為S12，3與4兩點間的距離為S34，實驗中使用的電源頻率為f，由此可算出小車運動的加速度a=
s34-s12
50
f2
s34-s12
50
f2
．（答案用題中給出的物理量表示）

（3）在研究物體平拋運動的實驗中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長L=1.25cm．若小球在平拋運動途中的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計算式為v0=
2
gL
2
gL
（用L、g表示），其值是
0.70m/s
0.70m/s
．（g=9.8m/s2）

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科目：高中物理 來源：2011-2012學年福建省師大附中高一下學期期末測試物理試卷（帶解析） 題型：單選題

某同學用長0.8m的細繩一端系住一只小碗，碗內盛水，碗和水的總質量為0.5kg。該同學抓住細繩另一端甩動細繩，使碗和水在豎直面內飛快地旋轉。求：
（1）為了不讓水從碗內灑出來，碗到最高點的速度至少是多少？
（2）由于繩子能夠承受的最大拉力為15N，碗到最低點的速度最大不能超過多少？（g取10m/s2）

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科目：高中物理 來源：2014屆福建省高一下學期期末測試物理試卷（解析版） 題型：選擇題

某同學用長0.8m的細繩一端系住一只小碗，碗內盛水，碗和水的總質量為0.5kg。該同學抓住細繩另一端甩動細繩，使碗和水在豎直面內飛快地旋轉。求：

（1）為了不讓水從碗內灑出來，碗到最高點的速度至少是多少？

（2）由于繩子能夠承受的最大拉力為15N，碗到最低點的速度最大不能超過多少？（g取10m/s2）

 

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