分析 (1)選擇△m的水為研究對象,結(jié)合動能定理求出噴水時做功的大小,根據(jù)功率的公式求出噴泉噴水的功率.
(2)根據(jù)速度位移公式得出水到達米老鼠模型底部的速度,結(jié)合動量定理和平衡求出米老鼠模型在空中懸停時離噴口的高度h.
(3)抓住噴出的水的流量為定值,結(jié)合速度的變化得出橫截面積的變化.
解答 解:(1)噴泉噴水的功率為:
$P=\frac{△W}{△t}=\frac{{△{E_k}}}{△t}=\frac{{\frac{1}{2}△mv_0^2}}{△t}=\frac{{\frac{1}{2}ρ{S_0}{v_0}△tv_0^2}}{△t}=\frac{1}{2}ρ{S_0}v_0^3$.
(2)以向上為正方向,△t內(nèi)沖擊沖浪板底部的水柱為研究對象,設(shè)碰到?jīng)_浪板時水的速度大小為v:
F•△t=△p=△m•△v=ρS0v0△t•△v=ρS0v0△t•(0-v)
所以:F=-ρS0v0v
根據(jù)牛頓第三定律:F'=-F=Mg
所以:Mg=ρS0v0v得:$v=\frac{Mg}{{ρ{S_0}{v_0}}}$
噴口噴出水后在做豎直上拋運動:${v}^{2}-{{v}_{0}}^{2}=-2gh$,
所以:$h=\frac{v_0^2}{2g}-\frac{{{M^2}g}}{{2{ρ^2}S_0^2v_0^2}}$.
(3)從噴口噴出的水的流量Q=S0v0是定值,單位時間出來的水的體積不變Q=S0v0=Sivi,在vi在不斷變小時,橫截面積Si在不斷增大,因此上升階段的水柱呈現(xiàn)的形態(tài)是上端較粗.
答:(1)噴泉噴水的功率為$\frac{1}{2}ρ{S}_{0}{{v}_{0}}^{3}$;
(2)米老鼠模型在空中懸停時離噴口的高度為$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{2g}-\frac{{M}^{2}g}{2{ρ}^{2}{{S}_{0}}^{2}{{v}_{0}}^{2}}$;
(3)上升階段的水柱呈現(xiàn)的形態(tài)是上端較粗,原因是上粗下細流量上下相同,因此S0v0=S'v',因為水向上的運動為勻減速運動,因此v0>v',所以S0<S'.
點評 本題考查了動量定理、共點力平衡、運動學(xué)公式的綜合運用,關(guān)鍵能合適地選擇研究對象,選擇合適的規(guī)律進行求解.
科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 物體B從P向O運動的過程中,A、B之間的摩擦力對A做正功 | |
B. | 物體B處于PO之間某位置時開始計時,經(jīng)$\frac{1}{4}$T時間,物體B通過的路程一定為L | |
C. | 當物體B的加速度為a時開始計時,每經(jīng)過T時間,物體B的加速度仍為a | |
D. | 當物體B相對平衡位置的位移為x時,A、B間摩擦力的大小等于$(\frac{m}{M+m})kx$ |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 物體的合力可能大于80N | |
B. | 地面對物體的支持力一定等于140N | |
C. | 物塊與水平面間動摩擦因數(shù)一定小于$\frac{4}{7}$ | |
D. | 物塊的加速度可能等于2m/s2 |
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
次 數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
砝碼盤中砝 碼的重力F/N | 0.10 | 0.20 | 0.29 | 0.39 | 0.49 |
小車的加速度a/m•s-2 | 0.88 | 1.44 | 1.84 | 2.38 | 2.89 |
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