Question

如圖所示，雜技演員在表演“水流星”，用長為1.6m輕繩的一端，系一個總質量為0.5kg的盛水容器，以繩的另一端為圓心，在豎直平面內圓周運動，若“水流星”通過最高點的速度為4m/s，g取10m/s²，則下列說法正確的是（　　）

A、“水流星”通過最高點時，有水從容器中流出

B、“水流星”通過最高點時，繩的張力及容器的底部受到的壓力均為零

C、“水流星”通過最高點時，處于完全失重狀態，不受力的作用

D、“水流星”通過最高點時，繩子的拉力大小為5N

Answer 1

分析：當在最高點水對桶底無壓力時，根據牛頓第二定律求出臨界的最小速度，從而判斷水能否從容器中流出．對整體分析，運用牛頓第二定律求出繩子拉力的大小．

解答：解：A、當水對桶底壓力為零時有：mg=m

v2

r

，解得v=

gr

=4m/s．“水流星”通過最高點的速度為4m/s，知水對桶底壓力為零，不會從容器中流出．對水和桶分析，有：T+Mg=M

v2

r

，解得T=O．知此時繩子的拉力為零．故A錯誤，D錯誤，B正確．
C、“水流星”通過最高點時，僅受重力，處于完全失重狀態．故C錯誤．
故選B．

點評：解決本題的關鍵搞清做圓周運動向心力的來源，運用牛頓第二定律進行求解．