【#文档大全网# 导语】以下是®文档大全网的小编为您整理的《物理研究报告—水流星》，欢迎阅读！
杂技演员表演的“水流星”。是一根细绳系着盛水的杯子，演员抡起绳子，杯子就做圆周运动。不管演员怎样抡，水都不从杯里洒出。甚至杯子在竖直面内运动到最高点时，已经杯口朝下，水也不会从杯里洒出来。演员的精采表演，每每博得观众的热烈掌声。其实，这个节目并不需要什么特别的诀窍，只要能使杯子以足够的速度做圆周运动，“水流星”表演就一定会成功。
做圆周运动的物体总需要有向心力。当杯子以速度v转过圆周的最高点时，杯中的水所受的向心力的方向是向下的.向心力的大小是F=mv^2/r,式中的m是水的质量，r是圆周运动的半径.
当杯子在圆周最高点时的速度v满足mv^2/r=mg这个关系时,即v=根号下(gr)时,有F=G,这时,水做圆周运动的向心力完全是由它受到的重力G提供的.但是，杯子在圆周最高点的速度v一般来说是相当大的. 当mv^2/r>mg,即v>根号下(gr)时,有F>G,重力G就不足以提供水做圆周运动所需的向心力了。这时杯中的水有远离圆心的趋势，向上压紧杯底，对杯底施加一个向上的压力，根据牛顿第三定律，杯底对水施加一个向下的压力。向心力的不足部分，就由这个向下的压力N来补足，水做圆周运动所需的向心力F是重力G和向下压力N的合力，即F=G+N=mv^2/r由此可以求出杯底对水施加的向下的压力N的大小为N=mv^2/r-G由上式看出，v越大，杯底对水施加的向下的压力N也越大。而水对杯底施加的向上的压力N'，它的大小与N相等，所以v越大，水对杯底的压力N'也越大。从上述讨论中，可以知道，v=根号下(gr)是杯子在圆周做高点速度的最小值.当杯子在圆周最高
点的速度v<根号下(gr)时,则有mv^2/r,即重力大于水做圆周运动 所需的向心力，杯里的水就洒下来了。因此，表演“水流星”节目的演员，只要保持杯子在圆周最高点的线速度不小于根号下(gr),他的表演总是会成功的.
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2022-04-24
