- 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,当上升至多高时水对喷嘴的压强为大气压强(设当时的大气压为p_{0},不计空气阻力,g为当地的重力加速度)
2. 某喷泉的喷嘴半径为r,设水柱在离喷嘴高度为h处达到最大高度,求水柱最大高度h与喷嘴半径r的关系式。
这些题目都涉及到喷泉喷嘴的压力、压强以及喷泉的高度等问题,需要考生对物理知识有较好的理解和应用能力。
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20米的正方形,喷泉的喷水高度为5米。假设喷泉的水全部喷出后,水在空中的运动时间忽略不计,水的重力加速度为9.8m/s^2。求:
(1)喷泉喷出的水的速度;
(2)喷泉喷出的水的质量;
(3)喷泉喷出的水的动能;
(4)如果水全部喷出后,水在空中的运动时间忽略不计,那么喷泉的喷水池中会有多少体积的水?
【分析】
本题主要考查了动量定理、动能定理和重力加速度等知识,需要结合所学知识进行分析求解。
【解答】
(1)根据动量定理,有:$Ft = mv$,其中$F$为水的重力,$t$为水在空中运动的时间,$v$为水的速度。由于水在空中运动的时间可以忽略不计,因此有:$v = \sqrt{2gh}$。代入数据可得:$v = \sqrt{2 \times 9.8 \times 5} = 14.1m/s$。
(2)由于水的密度为$1 \times 10^{3}kg/m^{3}$,因此水的质量为:$m = \rho V = \rho S \cdot h = 1 \times 10^{3}kg/m^{3} \times (20m)^{2} \times 5m = 2 \times 10^{6}kg$。
(3)根据动能的定义式,有:$E_{k} = \frac{1}{2}mv^{2}$,代入数据可得:$E_{k} = \frac{1}{2} \times 2 \times 10^{6}kg \times (14.1m/s)^{2} = 1.98 \times 10^{7}J$。
(4)由于水的体积等于底面积乘以高度,因此有:$V = S \cdot h = (20m)^{2} \times 5m = 2 \times 10^{5}m^{3}$。
【答案】
(1)喷泉喷出的水的速度为$v = 14.1m/s$;
(2)喷泉喷出的水的质量为$m = 2 \times 10^{6}kg$;
(3)喷泉喷出的水的动能为$E_{k} = 1.98 \times 10^{7}J$;
(4)喷泉的喷水池中会有$V = 2 \times 10^{5}m^{3}$的水。
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