8.?dāng)Q開水龍頭水就會(huì)流出來,為什么連續(xù)的水流柱的直徑在下流過程中會(huì)變。吭O(shè)水龍頭的開口直徑為1cm,安裝在離地面75cm高處,若水龍頭開口處水的流速為1m/s,那么水流柱落到地面的直徑應(yīng)為多少?

分析 水在重力作用下是勻加速下落的,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出水落地時(shí)的速度.根據(jù)通過任意橫截面的流量一定列式求解.

解答 解:在時(shí)間t內(nèi),通過任一水流柱截面的水的體積是一定的.因水流柱頂點(diǎn)的水流速小于下面部分的水流速,因此水柱直徑上面比下面大.
設(shè)水流柱在水龍頭開口處直徑為d1,流速為v1,落到地面時(shí)直徑為d2,流速為v2,則
${v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}=2gh$,
其中v1=1 m/s,h=75cm=0.75m,g=10m/s2,代入上式得v2=4m/s,
在時(shí)間t內(nèi)通過水龍頭開口處截面的水的體積為:${V}_{1}^{\;}={S}_{1}^{\;}{l}_{1}^{\;}=\frac{πyce0oge_{1}^{2}}{4}{v}_{1}^{\;}t$
時(shí)間t內(nèi)通過落地處截面的水的體積為:${V}_{2}^{\;}={S}_{2}^{\;}{l}_{2}^{\;}=\frac{πwoay0w4_{2}^{2}}{4}{v}_{2}^{\;}t$
由${V}_{1}^{\;}={V}_{2}^{\;}$,v1=1 m/s,v2=4m/s,解①、②兩式得d2=0.5cm.
故水流柱落到地面的直徑應(yīng)為0.5cm.
答:水流柱落到地面的直徑應(yīng)為0.5cm

點(diǎn)評(píng) 本題是實(shí)際問題,考查應(yīng)用物理知識(shí)研究實(shí)際問題的能力,關(guān)鍵抓住水的流量不變.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

12.一汽車在公路上行駛,位移和速度關(guān)系為x=40-$\frac{{v}^{2}}{10}$,其中x單位為m,v單位為m/s.則下列說法正確的是(  )
A.汽車做減速運(yùn)動(dòng),初速度大小為10m/s2
B.汽車做減速運(yùn)動(dòng),加速度大小為5m/s2
C.汽車經(jīng)過4s速度減小到零
D.汽車經(jīng)過2s速度減小到零

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

19.如圖所示,在寬度為L(zhǎng)的條形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)的方向平行于區(qū)域邊界,一個(gè)帶電粒子從下邊界上的A點(diǎn),以初速度v0沿垂直于電場(chǎng)的AB方向射入電場(chǎng),從上邊界的C點(diǎn)射出.已知粒子的重力不計(jì),上邊界上BC間距離為$\frac{1}{4}$L.
(1)求粒子經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的速度大小及速度方向與豎直方向的夾角的正切值.
(2)若帶電粒子的入射速度大小可以為任意值(遠(yuǎn)小于光速),求帶電粒子從上邊界射出時(shí)速度的最小值.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

16.一輛汽車在平直公路上勻加速啟動(dòng)過程中,依次通過三點(diǎn)A、B、C,AB=BC=12m,通過AB、BC的平均速度分別為v1=3m/s、v2=6m/s,求:
(1)汽車加速時(shí)的加速度多大?
(2)汽車通過B點(diǎn)時(shí)速度多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

3.某實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示裝置來研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律.圖乙是在長(zhǎng)木板水平放置時(shí)得到的一根打點(diǎn)清晰的紙帶,每隔4個(gè)打下的點(diǎn)選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),測(cè)出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離并標(biāo)注在紙帶上.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交變電源的頻率為50Hz.不計(jì)滑輪與輪軸間的摩擦,重力加速度取g=10m/s2,則:
(1)打計(jì)數(shù)點(diǎn)3時(shí),小車的速度為v3=0.6m/s,小車加速過程中的加速度a1=2m/s2
(2)由數(shù)據(jù)分析可知,小車在一段時(shí)間內(nèi)作減速運(yùn)動(dòng),造成這種現(xiàn)象的原因是鉤碼在到達(dá)滑輪前已經(jīng)落地.
(3)請(qǐng)根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù),求出此次試驗(yàn)中小車質(zhì)量M與鉤碼質(zhì)量m的比值$\frac{M}{m}$=$\frac{8}{3}$.

(4)該小組還利用圖甲所示裝置探究加速度與力的關(guān)系:平衡摩擦力后,保持小車質(zhì)量不變,分別掛不同數(shù)目的鉤碼以改變拉力,測(cè)出小車對(duì)應(yīng)的加速度,并作出小車的加速度a與對(duì)應(yīng)所掛鉤碼個(gè)數(shù)n的圖象如圖丙,根據(jù)圖象中AB段為直線可得出的結(jié)論是小車的加速度與所受的合力成正比.造成圖象中BC段彎曲的原因是鉤碼的質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.物體以5m/s的初速度下落(忽略空氣阻力),那么下列關(guān)于該物體的運(yùn)動(dòng)的說法中,正確的是( 。
A.是自由落體運(yùn)動(dòng)B.不是自由落體運(yùn)動(dòng)
C.可能是也可能不是自由落體運(yùn)動(dòng)D.以上說法都不對(duì)

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

20.騎自行車的人沿著直線從靜止開始運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)后,在第1s、2s、3s、4s內(nèi),通過的位移分別為1m、2m、3m、4m,有關(guān)其運(yùn)動(dòng)的描述正確的是(  )
A.4s內(nèi)的平均速度是2.5 m/sB.在第3、4s內(nèi)平均速度是3.5m/s
C.第3s末的即時(shí)速度一定是3m/sD.該運(yùn)動(dòng)一定是勻加速直線運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

17.某同學(xué)將力傳感器固定在小車上,然后把繩的一端固定在傳感器掛鉤上,用來測(cè)量繩對(duì)小車的拉力,探究在小車及傳感器總質(zhì)量不變時(shí)加速度跟它們所受拉力的關(guān)系,根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作出了如圖甲所示的a-F圖象;
(1)圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足;
(2)本實(shí)驗(yàn)中是否仍需要細(xì)沙和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量否(填“是”或“否”);
(3)由圖象求出小車和傳感器的總質(zhì)量為1 kg.
(4)圖乙是某同學(xué)在正確操作下獲得的一條紙帶,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz,其中0、1、2、3、4每?jī)牲c(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出.各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離已在圖中標(biāo)出,根據(jù)圖可求得計(jì)數(shù)點(diǎn)2所代表時(shí)刻的瞬時(shí)速度大小v2=0.19 m/s,小車的加速度a=0.20m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

18.某同學(xué)做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中,主要步驟是:
A.在水平桌面上放一塊方木板,在方木板上鋪一張白紙,用圖釘把白紙釘在方木板上
B.用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn),在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩,細(xì)繩的另一端系著繩套
C.用兩個(gè)彈簧秤分別勾住繩套,互成角度的拉橡皮條,使橡皮條拉長(zhǎng),結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O,記錄下O點(diǎn)的位置,讀出兩個(gè)彈簧秤的示數(shù)
D.按選好的標(biāo)度,用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧秤的拉力F1和F2的圖示,并用平行四邊形定則求出合力F
E.用一只彈簧秤,通過細(xì)繩套拉橡皮條使其伸長(zhǎng),讓結(jié)點(diǎn)仍到達(dá)O點(diǎn)位置,讀出彈簧秤的示數(shù),記下細(xì)繩的方向,按同一標(biāo)度作出這個(gè)力F′的圖示.比較力F′和F的大小和方向,看他們是否相同,得出結(jié)論.上述步驟中:(1)有重要遺漏的步驟的序號(hào)是C
(2)遺漏的內(nèi)容分別是:沒有標(biāo)明兩細(xì)繩的方向
(3)某同學(xué)在完成《驗(yàn)證力的平行四邊形定則》實(shí)驗(yàn)操作后得到如下數(shù)據(jù),請(qǐng)選好標(biāo)度在方框中作圖完成該同學(xué)未完成的實(shí)驗(yàn)處理.根據(jù)作圖,可得出的結(jié)論是:在實(shí)驗(yàn)誤范圍內(nèi),理論合力F與實(shí)際合力F'相同.

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同步練習(xí)冊(cè)答案