Question

蠡湖新城的開發給無錫--這個充滿了溫情和水的城市平添了一份嫵媚．“百米噴泉”的陽光倩影，“金色沙灘”的怡人風情均會讓你流連忘返．
（1）“百米噴泉”是一種高壓噴水裝置．若這一噴水裝置的功率為1.0×10⁵W時，它每秒鐘能將100kg的水噴射80m高度．當該噴水裝置以此功率工作1min，它做的有用功是多少？它的機械效率為多大？（g取10N/kg）
（2）在“金色沙灘”上，當我們將一只熟雞蛋松手后落在柔軟的沙地上時，我們會發現雞蛋不會破碎；若將熟雞蛋落在旁邊的水泥路面上，則它會四分五裂．請依據這一事實，作出一個與“力”有關的科學合理的猜想．

Answer 1

解：
（1）1s噴水的重力：
G=mg=100kg×10N/kg=1000N，
1s內做的功：
W=Gh=1000N×80m=80000J，
該噴水裝置1min內做的有用功：
W_有用=80000J×60=4.8×10⁶J，
噴水裝置1min做的總功：
W_總=Pt=1.0×10⁵W×60s=6×10⁶J，
該噴水裝置的機械效率：
η===80%；
（2）熟雞蛋落在柔軟的沙地和水泥路面上，在力的大小相同時，接觸面的材料不同，硬度不同，硬度大的使雞蛋破碎，硬度小的不會破碎；可見，力的作用效果和接觸面的材料有關．
答：（1）該噴水裝置1min做的有用功是4.8×10⁶J；它的機械效率為80%；
（2）科學合理的猜想：力的作用效果和和接觸面的材料有關．
分析：（1）知道1s噴水的質量，利用G=mg求水的重力，知道噴水的高度，利用W=Gh求1s內做的功；再求該噴水裝置1min做的有用功；
利用W=Pt求總功，再利用效率公式求該噴水裝置的機械效率．
（2）由題意可知，雞蛋從餐桌上掉到地上有時不破碎，有時破碎，結果不同，所以我們可以結合雞蛋的情況和地面情況提出合理的猜想．
點評：本題考查了噴水時有用功、總功、機械效率的計算，要求靈活運用所學公式；本題難點在第二問，要結合實際現象和所學有關力的知識進行合理的猜想．