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所谓“水流星”表演时,就是用绳系着装有水的小桶,在竖直平面内做圆周运动,而水不洒...

所谓“水流星”表演时,就是用绳系着装有水的小桶,在竖直平面内做圆周运动,而水不洒落.如果在表演“水流星”节目时,栓杯子的绳长为L,其最大承受力是杯子和杯内水的重量的8倍,要使绳子不断裂,节目表演成功,杯子通过最高点时速度的取值范围为多少?
杯子在竖直平面内做圆周运动,绳子拉力最小在最高点,拉力最大在最低点,借助机械能守恒和通过最高点的临界条件求解. 【解析】 杯子在最低点时,进行受力分析如图 . 设杯子在最低点时的瞬时速度为v2,杯子和杯内的水的总质量为m ∴  即① 又0≤T≤8mg     ② ∴由①②式可以解得     ③ 在杯子的整个运动过程中,只有重力做功(绳子的拉力的方向始终与运动的方向垂直,所以不做功,空气阻力忽略不计),机械能守恒. 设杯子在最高点时的瞬时速度为u ∴    ④ 由③④式可以解得 又要使杯子和杯内的水能在竖直平面内做完整的圆周运动,在最高点时,必须满足至少杯子和杯内的水的重力全部用来提供向心力. 即 ∴综上所述 答:杯子通过最高点时速度的取值范围为.
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考点分析:
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(1)求这段时间内悬索对被困人员B的拉力大小.
(2)求在5s末被困人员B的速度大小及位移大小.
(3)直升机在t=5s时停止收悬索,但发现仍然未脱离洪水围困区,为将被困人员B尽运送到安全处,飞机在空中旋转后静止在空中寻找最近的安全目标,致使被困人员B在空中做圆周运动,如图乙所示.此时悬索与竖直方向成37°角,不计空气阻力,求被困人员B做圆周运动的线速度以及悬索对被困人员B的拉力.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)

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C.推力对小车做的功是manfen5.com 满分网mv2+mgh
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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