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精英家教網如圖所示,某噴泉豎直向上噴出的水柱高出水面達h=80m,噴水口橫截面積S=5.0×10-3m2,噴口高出水面部分的高度忽略不計,水在噴出噴水口之前重力不計,不計空氣阻力,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10m/s2.(答案要求兩位有效數字)求:
(1)水從噴口噴出的初速度v0的大小.
(2)連續噴水時水流穩定后空中總有多少m3的水.
(3)噴水消耗的功率.
分析:(1)根據水做豎直上拋運動,結合運動學公式,即可求解;
(2)由水落回水面的時間,可求出空中水的總體積;
(3)設t時間內噴出水的動能,根據Pt=EK從而即可求解.
解答:解:(1)水做豎直上拋運動 v0=
2gh
…①
得:v0=40m/s…②
(2)水從噴出到落回水面的時間為t=
2v0
g
…③
空中總有水的體積V=v0st…④
得:V=1.6m3…⑤
(3)設t時間有質量為m的水噴出p=
1
2
m
v
2
0
t
=
1
2
(ρsv0t)
v
2
0
t
=
1
2
ρs
v
3
0
…⑥
得:p=1.6×105W…⑦
答:(1)水從噴口噴出的初速度v0的大小40m/s.
(2)連續噴水時水流穩定后空中總有1.6m3的水.
(3)噴水消耗的功率1.6×105W.
點評:考查豎直上拋運動的規律,掌握運動學公式的應用,注意本題建立正確的物體模型是解題的關鍵之處.
練習冊系列答案
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如圖所示,某噴泉豎直向上以初速度v0噴出的水柱高出水面的高度為h,噴水口的橫截面積為S,噴口高出水面部分的高度忽略不計,水在噴出噴水口之前重力不計,不計空氣阻力,水的密度為ρ,重力加速度為g,則下列說法正確的是(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網某景觀噴泉的噴射裝置截面圖如圖所示,它由豎直進水管和均勻分布在同一水平面上的N個噴嘴組成,噴嘴的橫截面積均相同,與進水管中心的距離均為r,離水面的高度為h.水泵啟動后,水從水池壓到噴嘴并沿徑向水平噴出,在水池面上的落點與進水管中心的水平距離為R.已知水泵的輸出功率恒為P,水的密度為ρ,重力加速度為g,忽略水泵到水面的距離,不計水進入水泵時的速度以及水在管道和空中運動時的機械能損失.求:
(1)水從噴嘴噴出時的速率v;
(2)在水從噴嘴噴出到落入水池面的時間內,水泵對水做的功W和輸送水的總質量m;
(3)每個噴嘴的橫截面積S0

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如圖所示,某噴泉豎直向上噴出的水柱高出水面達h=80m,噴水口橫截面積S=5.0×10-3m2,噴口高出水面部分的高度忽略不計,水在噴出噴水口之前重力不計,不計空氣阻力,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10m/s2.(答案要求兩位有效數字)求:
(1)水從噴口噴出的初速度v的大小.
(2)連續噴水時水流穩定后空中總有多少m3的水.
(3)噴水消耗的功率.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,某噴泉豎直向上以初速度v0噴出的水柱高出水面的高度為h,噴水口的橫截面積為S,噴口高出水面部分的高度忽略不計,水在噴出噴水口之前重力不計,不計空氣阻力,水的密度為ρ,重力加速度為g,則下列說法正確的是(    )

A.水從噴口噴出的初速度

B.水從噴出到落回噴口所用的時間為

C.連續噴水時水流穩定后在空中的總體積為hS

D.噴水消耗的功率為ρSv02

 

 

 

 

 

 

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