- 高考物理有关喷泉的物理题
以下是一些高考物理题中涉及到喷泉的题目:
1. 某喷泉喷嘴的截面积为S,喷泉开启后,水从喷嘴喷出后做竖直上抛运动,在空中达到最大高度为H,设水做竖直上抛运动的最大速度为v_{m},水下落过程中重力对水做的功为W_{G},不计空气阻力,求:
a. 水在空中运动的时间;
b. 水在空中运动的过程中重力对水做的功;
c. 喷泉喷出的水的总质量。
2. 某喷泉的喷嘴口面积为S,喷泉开启后,水从喷嘴以最大速度竖直向上射出,水下落的高度为h,设水的密度为ρ,重力加速度为g,求:
a. 水的质量;
b. 喷泉的功率。
这些题目都涉及到喷泉的工作原理和物理量的计算,需要考生对物理有较好的理解。
相关例题:
【例题】
某喷泉广场中央有一个喷水池,喷水池的形状是一个边长为20m的正方形,喷泉喷出的水柱高度为15m。假设水柱在空中运动的过程中不发生能量损失,且重力加速度为9.8m/s^2。求:
(1)喷泉喷出的水柱在空中运动的时间;
(2)喷泉喷出的水柱落地时的速度大小;
(3)喷泉喷出的水柱落地时对地面的冲击力有多大?
【分析】
本题主要考查了动量定理的应用,以及重力加速度的计算。
(1)根据自由落体运动规律求解时间;
(2)根据动量定理求解落地时的速度;
(3)根据动量定理求解冲击力。
【解答】
(1)根据自由落体运动规律可得:$h = frac{1}{2}gt^{2}$,解得:$t = sqrt{frac{2h}{g}} = sqrt{frac{2 times 15}{9.8}}s approx 3.7s$;
(2)根据动量定理可得:$Ft = mv$,解得:$v = frac{Ft}{m} = frac{F times 3.7 times 9.8}{1 times 10^{3}}m/s approx 36.6m/s$;
(3)由于冲击力是瞬时作用力,所以冲击力的大小可以根据动量定理直接求解。根据动量定理可得:$Ft = 0 - mv$,解得:$F = frac{mv}{t} = frac{1 times 10^{3} times 36.6}{3.7}N approx 977N$。
【说明】本题是一道典型的喷泉物理题,涉及到重力加速度、动量定理、动量守恒定律等多个知识点。在解答过程中需要灵活运用这些知识点,才能正确求解。
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