- 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:
(1)水从喷嘴喷出的速度v_{0};
(2)喷泉喷出的水的流量(单位时间内喷泉喷出的水的体积);
(3)水的落体过程中重力做功的平均功率。
2. 某喷泉的喷嘴半径为1cm,喷泉开启后,水从喷嘴以一定的速度竖直向上喷出,设水下落过程中重力对水做的功为W_{G},不计空气阻力,求:
(1)水在空中运动的时间;
(2)每秒喷出的水的质量。
这些题目主要考察了动量定理、能量守恒定律和功率的计算等物理知识,做题时要注意题目中的一些隐含条件。
相关例题:
【例题】
某喷泉广场中央有一个喷泉,喷泉的喷嘴竖直向上,喷泉喷出的水柱的高度为h,在某一时刻,水从喷嘴竖直向上射出的速度为v0,求:
(1)在空气中运动的水滴的运动轨迹是什么?
(2)水滴落到地面的速度大小是多少?
(3)若水柱的高度为h,水柱在空中运动的时间为多少?
(4)若水柱在空中运动的时间为t秒,求水柱在空中运动的位移大小。
【分析】
(1)水滴在空气中运动时,受到重力和空气阻力的作用,由于空气阻力很小,可以忽略不计,因此可以认为水滴的运动是竖直上抛运动。
(2)水滴在空中运动时,受到重力作用,根据机械能守恒定律可知,水滴落地时的速度大小等于初速度v0的大小。
(3)根据自由落体运动的公式可求得水柱在空中运动的时间。
(4)根据位移公式可求得水柱在空中运动的位移大小。
【解答】
(1)水滴的运动轨迹是抛物线。
(2)根据机械能守恒定律可知,水滴落地时的速度大小为v = v0。
(3)根据自由落体运动的公式可得:h = 1/2gt²,解得t = sqrt(2h/g)秒。
(4)根据位移公式可得:x = vt = vsqrt(2h/g)秒。
【说明】本题考查了竖直上抛运动、自由落体运动和位移公式等知识,难度适中。解题的关键是理解空气阻力对水滴的运动没有影响,因此可以忽略不计。同时要注意位移公式的适用条件。
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