如图，杯子里盛有水，用绳子系住水杯在竖直平面内做“水流星”表演，转动半径为L，重力加速度为g,绳子能承受的最大拉力是水杯和杯内水总重力的10倍。要使绳子不断，节

题型：不详难度：来源：

如图，杯子里盛有水，用绳子系住水杯在竖直平面内做“水流星”表演，转动半径为L，重力加速度为g,绳子能承受的最大拉力是水杯和杯内水总重力的10倍。要使绳子不断，节目获得成功，则杯子通过最高点的速度的最小值为多少？通过最低点的速度不超过多少？

答案

（1）最高点速度最小值为(Lg)^1/2（2）最低点速度不超过3(Lg)^1/2

解析

试题分析：（1）水杯和水通过最高点的临界条件是重力恰好完全充当向心力，所以

,解得

（2）在最低点绳子的拉力最大为

，所以有

，解得

,所以速度不能超过

，
点评：把水和杯子看成一个整体，做圆周运动，通过最高点时，当绳子的拉力为0时，速度最小；最低点，当绳子的拉力最大时，速度最大．

举一反三

小球沿“离心轨道”滑下，如图所示，不计摩擦。当小球经过最高点A时，恰好不脱离轨道而作圆周运动，此时小球受到的作用力是（）

A．重力、弹力、向心力

B．重力、弹力

C．重力

D．重力、向心力

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一人手里抓住一根长为L的轻质细绳的一端，绳的另一端系着一个质量为m的小球，若要使小球能在竖直面内作圆周运动，它过最高点时的角速度

应满足的条件是：

A．

B．

C．

D．

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A图是：质量为m的小球，在竖直平面内绕O点做半径为R的圆周运动（OA为细绳）。B图是：质量为m的小球，在竖直平面内绕O点做半径为R的圆周运动（OB为轻质杆）。C图是：质量为m的小球，在半径为R的竖直光滑圆轨道内侧做圆周运动。D图是：质量为m的小球在竖直放置的半径为R的光滑圆形管道内做圆周运动。则下列说法正确的是：[ ]