Question

【題目】如圖所示，質量為0.1kg的木桶內盛水0.4kg，用50cm的繩子系住桶，并使它在豎直平面內做圓周運動．如果通過最高點和最低點時的速度大小分別為9m/s和10m/s，求木桶在最高點和最低點對繩的拉力和水對桶底的壓力。（取）

Answer 1

【答案】76N，方向向上；60.8N，方向向上；105N，方向向下；84N，方向向下。

【解析】

在最高點時，以水和木桶整體為研究對象，整體的質量為kg=0.5kg

整體受重力和繩的拉力T1作用，有

將數(shù)據(jù)代入上式可得T1=76N

由牛頓第三定律，則木桶對繩的拉力大小為76N，方向向上；

水在最高點受向下的重力mg和桶底對水向下的支持力的作用，有

將數(shù)據(jù)代入上式可得N

由牛頓第三定律得，水對木桶的壓力大小為60.8N，方向向上；

在最低點時，水和木桶的整體受繩向上的拉力和向下的重力Mg作用，有

將數(shù)據(jù)代入上式可得N

由牛頓第三定律，則木桶對繩的拉力大小為105N，方向向下；

水在最低點受桶底對水向上的支持力和向下的重力mg作用，有

將數(shù)據(jù)代入上式可得N

由牛頓第三定律得，水對桶的壓力大小為84N，方向向下。