分析 (1)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的位移公式求得平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間及初速度;
(2)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)速度公式求解;
(3)對(duì)水被抽取到水龍頭口噴出過程應(yīng)用動(dòng)能定理求得泵對(duì)水做的功,進(jìn)而求得功率.
解答 解:(1)水從管口射出后到落地前做平拋運(yùn)動(dòng),故由平拋的位移公式$h=\frac{1}{2}g{t}^{2}$,x=v0t可得運(yùn)動(dòng)時(shí)間$t=\sqrt{\frac{2h}{g}}$,所以,${v}_{0}=\frac{x}{t}=x\sqrt{\frac{g}{2h}}=8m/s$;
(2)由平拋運(yùn)動(dòng)的速度公式可知:水落地時(shí)速度v的豎直分量${v}_{y}=gt=\sqrt{2gh}=6m/s$,水平分量vx=v0=8m/s;
所以,,水落地時(shí)的速度${v}=\sqrt{v_x^2+v_y^2}=10m/s$,$tanθ=\frac{v_y}{v_x}=\frac{3}{4}$;
故水落地時(shí)的速度大小為10m/s,方向與水平方向成37°角斜向下;
(3)t時(shí)間內(nèi)從管口噴出的水體積V=Sv0t,質(zhì)量m=ρV=ρSv0t;那么設(shè)t時(shí)間內(nèi)水泵對(duì)水做的功為W,則由動(dòng)能定理可得:$W=mg(h+H)+\frac{1}{2}mv_0^2$;
所以,水泵輸出的功率:$P=\frac{W}{t}=\frac{m}{t}[g(H+h)+\frac{1}{2}{{v}_{0}}^{2}]$=$ρS{v}_{0}[g(H+h)+\frac{1}{2}{{v}_{0}}^{2}]=710.4W$;
答:(1)水從管口射出時(shí)的速度大小為8m/s;
(2)水落地時(shí)的速度大小為10m/s,方向與水平方向成37°角斜向下;
(3)不計(jì)額外功的損失,水泵輸出的功率P為710.4W.
點(diǎn)評(píng) 經(jīng)典力學(xué)問題一般先對(duì)物體進(jìn)行受力分析,求得合外力及運(yùn)動(dòng)過程做功情況,然后根據(jù)牛頓定律、動(dòng)能定理及幾何關(guān)系求解.
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運(yùn)動(dòng)的速度小于月球的第一宇宙速度 | |
B. | 衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運(yùn)動(dòng)周期比在軌道Ⅰ上大 | |
C. | 衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的加速度等于沿軌道Ⅰ運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的加速度 | |
D. | Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種軌道運(yùn)行相比較,衛(wèi)星在軌道Ⅰ上運(yùn)行的機(jī)械能最大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 交變電流的周期為0.2s | B. | 交變電流的頻率為5Hz | ||
C. | 發(fā)電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為20$\sqrt{2}$V | D. | 電阻R的電功率為18W |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 從第1秒末到第3秒末合外力做功為4W | |
B. | 從第3秒末到第5秒末合外力做功為-2W | |
C. | 從第5秒末到第7秒末合外力做功為W | |
D. | 從第3秒末到第4秒末合外力做功為-2W |
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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | R1>R2 | B. | R1<$\frac{{R}_{2}}{2}$ | C. | R1>$\frac{{R}_{2}}{2}$ | D. | R1>$\frac{{R}_{2}}{4}$ |
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