2014-2015学年新疆阿克苏地区库车二中高一（下）第一次月考
物理试卷
一、不定项选择．（本题共12小题；每小题4分，共计48分．在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项正确，全部选对得4分；选对但不全得2分；有错选或不答的得0分.）1．做平抛运动的物体，在水平方向通过的最大距离取决于（）
A．物体的高度和受到的重力
B．物体受到的重力和初速度
C．物体的高度和初速度
D．物体受到的重力、高度和初速度
2．在匀速圆周运动中，下列物理量中不变的是（）
A．角速度B．线速度
C．向心加速度D．作用在物体上合外力的大小
3．下列关于离心现象的说法正确的是（）
A．当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象
B．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做背离圆心的圆周运动
C．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将沿切线做匀速直线运动
D．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做曲线运动
4．做平抛运动的物体，每秒速度的增量总是（）
A．大小相等，方向相同B．大小不等，方向不同
C．大小相等，方向不同D．大小不等，方向相同
5．一辆汽车在水平地面上转弯时，地面的摩擦力已达到最大，当这辆汽车速率增为原来的2倍时，则为避免发生事故，它在同样地面转弯的轨道半径应该（）
A．减为原来的B．减为原来的
C．增为原来的2倍D．增为原来的4倍
6．甲、乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1：2，转动半径之比为1：2，在相等时间里甲转过60°，乙转过45°，则它们所受外力的合力之比为（）
A．1：4 B．2：3 C．4：9 D．9：16
7．如图所示，在绕竖直轴线匀速旋转的圆筒内壁上紧贴一个物体，物体相对于圆筒静止，则物体所受外力有（）
A．重力、弹力、滑动摩擦力
B．重力、滑动摩擦力、向心力
C．重力、弹力、静摩擦力
D．重力、弹力、静摩擦力和向心力
8．把一个物体在高为h处以初速度v0水平抛出，若落地时速度为v，它的竖直分速度为v y，则不能用来计算物体在空中运动时间的是（）
A．B．C．D．
9．有a、b两个分运动，它们的合运动为c，则下列说法正确的是（）A．若a、b的轨迹为直线，则c的轨迹必为直线
B．若c的轨迹为直线，则a、b必为匀速运动
C．若a为匀速直线运动，b为匀速直线运动，则c必为匀速直线运动
D．若a、b均为初速度为零的匀变速直线运动，则c必为匀变速直线运动
10．在水平面上，狗拉着雪橇做匀速圆周运动，O点为圆心．能正确地表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力F f的图是（）
A． B．C．
D．
11．下列说法正确的是（）
A．曲线运动一定是变速运动
B．平抛运动一定是匀变速运动
C．匀速圆周运动是速度不变的运动
D．分运动是直线运动，合运动一定是直线运动
12．质点做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）
A．速度越大，周期一定越小B．角速度越大，周期一定越小
C．转速越大，周期一定越大D．半径越小，周期一定越小
二、填空题：每空2分，共16分．
13．A、B两个质点分别做匀速圆周运动，经过相同的时间，它们通过的弧长之比S A S B=4：3，半径经过的角度之比θ：θ=3：2，则它们的线速度之比V A：V B=，周期之比T A：T B=，向心加速度大小之比为a A：a B=．
14．在一段半径为R=15m的圆孤形水平弯道上，已知弯道路面对汽车轮胎的最大静摩擦力等于车重的0.70倍，则汽车拐弯时的最大速度是m/s．
15．在“研究平抛物体运动”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度．实验简要步骤如下：
A．安装好器材，注意斜槽末端水平和平板竖直，记下斜槽末端O点和过O点的竖直线，检测斜槽末端水平
B．让小球多次从位置上滚下，记下小球穿过卡片孔的一系列位置；
C．取下白纸，以O为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹．
D．测出曲线上某点的坐标x、y，用v0=算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求v0的值，然后求它们的平均值．
E．如图为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长为5cm，如果取g=10m/s2，
那么：（1）闪光频率是Hz．
（2）小球运动中水平分速度的大小是m/s．
三、计算题：本大题共3小题，共36分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．16．水平抛出的一个石子，经过0.4s落到地面，落地时的速度方向跟水平方向的夹角是53°，（g取10m/s2）．试求：
（1）石子的抛出点距地面的高度；
（2）石子抛出的水平初速度．
17．河宽d=60m，水流速度v1=6m/s，小船在静水中的速度v2=3m/s，问：
（1）要使它渡河的时间最短，则小船应如何渡河？最短时间是多少？
（2）要使它渡河的航程最短，则小船应如何渡河？最短的航程是多少？
18．杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，若水的质量m=0.5kg，绳长L=60cm（不考虑空气阻力及水桶自身大小的影响，g取10m/s2）求：（1）水桶运动到最高点时，水不流出的最小速率；
（2）水在最高点速率v=3m/s时，水对桶底的压力大小和方向．
2014-2015学年新疆阿克苏地区库车二中高一（下）第一次月考
物理试卷
参考答案与试题解析
一、不定项选择．（本题共12小题；每小题4分，共计48分．在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项正确，全部选对得4分；选对但不全得2分；有错选或不答的得0分.）1．做平抛运动的物体，在水平方向通过的最大距离取决于（）
A．物体的高度和受到的重力
B．物体受到的重力和初速度
C．物体的高度和初速度
D．物体受到的重力、高度和初速度
考点：平抛运动；运动的合成和分解．
分析：平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动，
分别根据匀速直线运动和自由落体运动的运动规律列方程求解即可．
解答：解：对于做平抛运动的物体，
水平方向上：x=V0t
竖直方向上：h=gt2
所以水平位移为x=V0，
所以水平方向通过的最大距离取决于物体的高度和初速度，
故选：C．
点评：本题就是对平抛运动规律的直接考查，掌握住平抛运动的规律就能轻松解决．
2．在匀速圆周运动中，下列物理量中不变的是（）
A．角速度B．线速度
C．向心加速度D．作用在物体上合外力的大小
考点：线速度、角速度和周期、转速；向心加速度．
专题：匀速圆周运动专题．
分析：在匀速圆周运动中，线速度、向心加速度的方向是变化，这两个量也是变化的，而角速度、作用在物体上合外力的大小是不变的．
解答：解：A、在匀速圆周运动中，物体的转动快慢是一定的，则角速度不变．故A正确．
B、线速度沿圆周的切线方向，方向时刻在变化，所以线速度是变化的．故B错误．
C、向心加速度方向始终指向圆心，方向时刻在变化，则向心加速度是变化的．故C错误．
D、作用在物体上合外力的大小等于向心力的大小，由公式F=m可知，m、v、r大
小均不变，则合外力大小不变．D正确．
故选AD
点评：本题考查对描述匀速圆周运动常用物理量的理解，圆周运动中矢量往往由于方向变化而时刻改变．
3．下列关于离心现象的说法正确的是（）
A．当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象
B．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做背离圆心的圆周运动
C．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将沿切线做匀速直线运动
D．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做曲线运动
考点：离心现象．
专题：匀速圆周运动专题．
分析：做圆周运动的物体，在受到指向圆心的合外力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动．所有远离圆心的运动都是离心运动，但不一定沿切线方向飞出，做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将沿切线做直线运动．
解答：解：A、离心力是不存在的，因为它没有施力物体．所以物体不会受到离心力，故A错误．
BCD中、惯性：当物体不受力或受到的合外力为零时，物体保持静止或匀速直线运动状态．所以做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，由于惯性，物体继续保持该速度做匀速直线运动．故BD错误，C正确．
故选：C．
点评：物体做离心运动的条件：合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力，所有远离圆心的运动都是离心运动，但不一定沿切线方向飞出．
4．做平抛运动的物体，每秒速度的增量总是（）
A．大小相等，方向相同B．大小不等，方向不同
C．大小相等，方向不同D．大小不等，方向相同
考点：平抛运动．
专题：平抛运动专题．
分析：速度的增量就是速度的变化量．平抛运动的加速度不变，根据公式△v=at分析即可．解答：解：平抛运动的物体只受重力，加速度为g，保持不变，根据△v=at=gt，每秒速度增量大小相等，方向竖直向下，与加速度的方向相同．故A正确，B、C、D错误．
故选：A．
点评：解决本题的关键知道平抛运动每秒的速度增量大小相等，方向相同．
5．一辆汽车在水平地面上转弯时，地面的摩擦力已达到最大，当这辆汽车速率增为原来的2倍时，则为避免发生事故，它在同样地面转弯的轨道半径应该（）
A．减为原来的B．减为原来的
C．增为原来的2倍D．增为原来的4倍
考点：向心力；牛顿第二定律．
专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．
分析：在水平面上做匀速圆周运动的物体所需的向心力是有摩擦力提供，根据汽车以某一速率在水平地面上匀速率转弯时，地面对车的侧向摩擦力正好达到最大，可以判断此时的摩擦力等于滑动摩擦力的大小，当速度增大时，地面所提供的摩擦力不能增大，所以此时只能增加轨道半径来减小汽车做圆周运动所需的向心力．
解答：解：在水平面上做匀速圆周运动的物体所需的向心力是有摩擦力提供，根据汽车以某一速率在水平地面上匀速率转弯时，地面对车的侧向摩擦力正好达到最大，可以判断此时的摩擦力等于滑动摩擦力的大小，根据牛顿第二定律得：
μmg=m
当速度增大两倍时，地面所提供的摩擦力不能增大，所以此时只能增加轨道半径来减小汽车做圆周运动所需的向心力．
根据牛顿第二定律得：
μmg=m
由两式解得：r=4R
故选：D
点评：汽车转弯问题对日常生活有指导意义，当转弯半径越小时，汽车所能达到的最大速度越小．
6．甲、乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1：2，转动半径之比为1：2，在相等时间里甲转过60°，乙转过45°，则它们所受外力的合力之比为（）
A．1：4 B．2：3 C．4：9 D．9：16
考点：向心力．
专题：匀速圆周运动专题．
分析：根据角速度定义ω=可知甲、乙的角速度之比，再由向心力公式F向=mω2r可以求出他们的向心力之比．
解答：解：相同时间里甲转过60°角，乙转过45°角，根据角速度定义ω=可知：
ω1：ω2=4：3
由题意：
r1：r2=1：2
m1：m2=1：2
根据公式式F向=mω2r
F1：F2=m1ω12r1：m2ω22r2=4：9
故选：C．
点评：要熟悉角速度定义公式和向心力公式，能根据题意灵活选择向心力公式，基础问题．
7．如图所示，在绕竖直轴线匀速旋转的圆筒内壁上紧贴一个物体，物体相对于圆筒静止，则物体所受外力有（）
A．重力、弹力、滑动摩擦力
B．重力、滑动摩擦力、向心力
C．重力、弹力、静摩擦力
D．重力、弹力、静摩擦力和向心力
考点：向心力；牛顿第二定律．
专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．
分析：物体紧贴在圆筒内壁上，相对于圆筒静止，圆筒匀速转动时，物体做匀速圆周运动，其合外力充当向心力，分析受力情况，并确定出向心力．分析受力情况时，向心力不单独分析．
解答：解：物体做匀速圆周运动，其合外力充当向心力，则知物体受到重力、圆筒的弹力和摩擦力三个力作用，向心力是它们的合力．故C正确．
故选C
点评：本题关键要掌握物体做匀速圆周运动时，其合外力充当向心力，向心力并不是实际存在的力，分析受力情况时，向心力不单独分析．
8．把一个物体在高为h处以初速度v0水平抛出，若落地时速度为v，它的竖直分速度为v y，则不能用来计算物体在空中运动时间的是（）
A．B．C．D．
考点：平抛运动．
专题：平抛运动专题．
分析：平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据高度，结合位移时间公式或平均速度公式求出运动的时间，通过对落地速度分解得出竖直分速度的大小，结合速度时间公式求出运动的时间．
解答：解：A、落地时竖直方向上的分速度，则物体在空中运动的时间
t=，故A正确，B错误．
C、根据h=得，物体在空中运动的时间t=．故C正确．
D、根据平均速度公式，解得t=．故D正确．
本题选不正确的，故选B．
点评：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解．
9．有a、b两个分运动，它们的合运动为c，则下列说法正确的是（）A．若a、b的轨迹为直线，则c的轨迹必为直线
B．若c的轨迹为直线，则a、b必为匀速运动
C．若a为匀速直线运动，b为匀速直线运动，则c必为匀速直线运动
D．若a、b均为初速度为零的匀变速直线运动，则c必为匀变速直线运动
考点：运动的合成和分解．
专题：运动的合成和分解专题．
分析：运动的合成包括对速度、加速度等的合成，在判断合成以后的运动特征时应根据物体做匀速运动的条件地行分析．
解答：解：A、a、b的轨迹为直线，则c的轨迹不一定是直线，比如：一是匀速直线运动，另一是匀加直线运动，则合运动是曲线运动，故A错误；
B、合若c的轨迹为直线，则a、b不一定是匀速直线运动，当两运动的合加速与合速度共线时，则合运动就是直线运动，故B错误；
C、若两个分运动是匀速直线运动，因两物体的加速度为零，故物体沿合速度的方向做匀速直线运动，故C正确；
D、若两物体做初速度为零匀加速直线运动，若合速度与合加速度的方向在同一直线上，则物体会做匀变速直线运动，故D正确．
故选：CD．
点评：运动的合成也符合平行四边形定则，可以由平行四边形定则确定合运动与速度的关系；同时应明确运动的合成包括速度、加速度及位移的合成．
10．在水平面上，狗拉着雪橇做匀速圆周运动，O点为圆心．能正确地表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力F f的图是（）
A． B．C．
D．
考点：匀速圆周运动．
专题：匀速圆周运动专题．
分析：雪橇做匀速圆周运动，合力指向圆心，提供向心力；对雪橇受力分析，重力、支持力、拉力和滑动摩擦力，滑动摩擦力的方向和相对运动方向相反，故向后，根据合力提供向心力分析得出拉力的方向．
解答：解：雪橇做匀速圆周运动，合力指向圆心，提供向心力；
滑动摩擦力的方向和相对运动方向相反，故向后；拉力与摩擦力的合力指向圆心，故拉力指向雪橇的左前方；
故选C．
点评：本题关键对雪橇受力分析，根据滑动摩擦力与相对滑动方向相反得出滑动摩擦力的方向，根据匀速圆周运动的合力指向圆心，得出拉力的方向．
11．下列说法正确的是（）
A．曲线运动一定是变速运动
B．平抛运动一定是匀变速运动
C．匀速圆周运动是速度不变的运动
D．分运动是直线运动，合运动一定是直线运动
考点：曲线运动；平抛运动．
专题：物体做曲线运动条件专题．
分析：物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，速度的方向与该点曲线的切线方向相同．匀速运动都是直线运动，而匀变速运动不全都是直线运动．
解答：解：A、曲线运动的特征是速度方向时刻改变，故曲线运动一定是变速运动，故A 正确．
B、平抛运动的物体只受到重力，重力是恒力，故平抛运动匀变速运动，故B正确．
C、匀速圆周运动的速度大小不变，速度方向时刻改变，故C错误．
D、平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，在竖直方向上是自由落体运动，两个分运动都是直线运动，其合运动却是曲线运动，故D错误．
故选：AB．
点评：本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要掌握住．
12．质点做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）
A．速度越大，周期一定越小B．角速度越大，周期一定越小
C．转速越大，周期一定越大D．半径越小，周期一定越小
考点：线速度、角速度和周期、转速．
专题：匀速圆周运动专题．
分析：根据T=，T=，知周期与角速度、线速度的关系．转速大，频率大，周期和频率互为倒数．
解答：解：A、根据T=，速度大，周期不一定大，还跟半径有关．故A错误．
B、根据T=，角速度越大，周期越小．故B正确．
C、转速大，频率大，f=．则周期小．故C错误．
D、根据T=，半径小，周期不一定小，还跟线速度有关．故D错误．
故选B．
点评：解决本题的关键掌握周期与角速度、线速度的关系，T=，T=．以及知道．转速大，频率大，周期和频率互为倒数．
二、填空题：每空2分，共16分．
13．A、B两个质点分别做匀速圆周运动，经过相同的时间，它们通过的弧长之比S A S B=4：3，半径经过的角度之比θ：θ=3：2，则它们的线速度之比V A：V B=4：3，周期之比
T A：T B=2：3，向心加速度大小之比为a A：a B=2：1．
考点：线速度、角速度和周期、转速．
专题：匀速圆周运动专题．
分析：根据公式v=求解线速度之比，根据公式ω=求解角速度之比，根据公式T=
求周期之比，根据a n=ωv，即可求解加速度之比．
解答：解：A、B两质点分别做匀速圆周运动，若在相等时间内它们通过的弧长之比为S A：S B=4：3，
根据公式公式v=，线速度之比为：v A：v B=4：3；
B、通过的圆心角之比θA：θB=3：2，根据公式ω=，角速度之比为3：2；
由根据公式T=，周期之比为：T A：T B=2：3；
根据a n=ωv，可知a A：a B=2：1；
故答案为：4：3，2：3，2：1．
点评：本题关键是记住线速度、角速度、周期和向心加速度的公式，根据公式列式分析，基础题．
14．在一段半径为R=15m的圆孤形水平弯道上，已知弯道路面对汽车轮胎的最大静摩擦力
等于车重的0.70倍，则汽车拐弯时的最大速度是m/s．
考点：向心力；牛顿第二定律．
专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．
分析：汽车拐弯时靠静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律求出汽车拐弯时的最大速度．解答：解：根据得，v=m/s．
故答案为：．
点评：解决本题的关键知道汽车拐弯时向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解．
15．在“研究平抛物体运动”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度．实验简要步骤如下：
A．安装好器材，注意斜槽末端水平和平板竖直，记下斜槽末端O点和过O点的竖直线，检测斜槽末端水平
B．让小球多次从同一位置上滚下，记下小球穿过卡片孔的一系列位置；
C．取下白纸，以O为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹．
D．测出曲线上某点的坐标x、y，用v0=x算出该小球的平抛初速度，实验需要对
多个点求v0的值，然后求它们的平均值．
E．如图为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长为5cm，如果取g=10m/s2，
那么：（1）闪光频率是10Hz．
（2）小球运动中水平分速度的大小是 1.5m/s．
考点：研究平抛物体的运动．
专题：实验题；平抛运动专题．
分析：为了让小球初速度水平，斜槽的末端需水平，为了让小球初速度相同，每次让小球从同一位置由静止释放．根据下降的高度求出平抛运动的时间，结合水平位移和时间求出小球的初速度；
正确应用平抛运动规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动；解答本题的突破口是利用在竖直方向上连续相等时间内的位移差等于常数解出闪光周期，然后进一步根据匀变速直线运动的规律、推论求解．
解答：解：为了让小球初速度相同，小球每次从斜槽的同一位置由静止释放．为了使初速度水平，则固定斜槽时斜槽的末端需水平．
根据y=gt2得，
t=，
则初速度v0==x．
（1）在竖直方向上有：△h=gT2，其中△h=（5﹣3）×5=10cm，
代入求得：T=0.1s．
所以：f==10Hz
（2）水平方向：x=v0t，其中x=3L=0.15m，t=T=0.1s，故v0=1.5m/s．
故答案为：同一，x，（1）10，（2）1.5．
点评：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道实验的原理，以及实验中的注意事项；并对于平抛运动问题，一定明确其水平和竖直方向运动特点，尤其是在竖直方向熟练应用匀变速直线运动的规律和推论解题．
三、计算题：本大题共3小题，共36分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．16．水平抛出的一个石子，经过0.4s落到地面，落地时的速度方向跟水平方向的夹角是53°，（g取10m/s2）．试求：
（1）石子的抛出点距地面的高度；
（2）石子抛出的水平初速度．
考点：平抛运动．
专题：平抛运动专题．
分析：（1）石子做平抛运动，竖直方向上做自由落体运动，根据h=gt2求出石子的抛出
点距地面的高度．
（2）根据落地的时间，求出竖直方向上的分速度，结合落地的速度方向求出石子抛出的水平初速度．
解答：解：（1 ）石子做平抛运动，竖直方向有：h=gt2=×10×0.42m=0.8m
（2 ）落地时竖直方向分速度：v y=gt=10×0.4m/s=4m/s
落地速度方向和水平方向的夹角是53°
则：tan53°==
可得水平速度为：v x=×4m/s=3m/s
答：（1）石子的抛出点距地面的高度为0.8m；
（2）石子抛出的水平初速度为3m/s．
点评：解决本题的关键掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，运用运动学公式灵活求解．
17．河宽d=60m，水流速度v1=6m/s，小船在静水中的速度v2=3m/s，问：
（1）要使它渡河的时间最短，则小船应如何渡河？最短时间是多少？
（2）要使它渡河的航程最短，则小船应如何渡河？最短的航程是多少？
考点：运动的合成和分解．
专题：运动的合成和分解专题．
分析：因为水流速度大于静水速度，所以合速度的方向不可能垂直河岸，则小船不可能到达正对岸．当静水速的方向与河岸垂直，渡河时间最短．
解答：解：（1）当静水速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短，最短时间t===20s．
（2）因为水流速度大于静水速度，所以合速度的方向不可能垂直河岸，则小船不可能到达正对岸．当合速度的方向与静水速的方向垂直时，合速度的方向与河岸的夹角最短，渡河航程最小．
设此时静水速的方向与河岸的夹角为θ，cosθ===．
根据几何关系，则有：，因此最短的航程是s=．
答：（1）使它渡河的时间最短，则小船应垂直渡河，最短时间是20s；
（2）小船的船头与上游河岸成600角时，最短航程为120m．
点评：解决本题的关键知道当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，当静水速大于水流速，合速度与河岸垂直，渡河航程最短，当静水速小于水流速，合速度与静水速垂直，渡河航程最短．
18．杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，若水的质量m=0.5kg，绳长L=60cm（不考虑空气阻力及水桶自身大小的影响，g取10m/s2）求：（1）水桶运动到最高点时，水不流出的最小速率；
（2）水在最高点速率v=3m/s时，水对桶底的压力大小和方向．
考点：向心力．
专题：匀速圆周运动专题．
分析：（1）水桶运动到最高点时，水不流出恰好不流出时由水受到的重力刚好提供其做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律求解最小速率；
（2）水在最高点速率v=3m/s时，以水为研究对象，分析受力情况：重力和桶底的弹力，其合力提供水做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律求解此弹力，再牛顿第三定律，水对桶的压力大小和方向
解答：解：（1）水桶运动到最高点时，设速度为v0时恰好水不流出，由水受到的重力刚好提供其做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律得
mg=m
解得v0===m/s
（2）设桶运动到最高点对水的弹力为F，则水受到重力和弹力提供向心力，
根据牛顿第二定律，有mg+F=m
解得F=m ﹣mg=0.5×﹣0.5×10=2.5N 方向竖直向下．
又根据牛顿第三定律，水对桶的压力大小F'=F=2.5N 方向竖直向上．
答：（1）水桶运动到最高点时，水不流出的最小速率为=m/s；
（2）水在最高点速率v=3m/s时，水对桶底的压力大小为2.5N，方向竖直向上．
点评：本题应用牛顿第二定律破解水流星节目成功的奥秘，关键在于分析受力情况，确定向心力的来源．