Question

蠡湖新城的开发给无锡--这个充满了温情和水的城市平添了一份妩媚．“百米喷泉”的阳光倩影，“金色沙滩”的怡人风情均会让你流连忘返．
（1）“百米喷泉”是一种高压喷水装置．若这一喷水装置的功率为1.0×10⁵W时，它每秒钟能将100kg的水喷射80m高度．当该喷水装置以此功率工作1min，它做的有用功是多少？它的机械效率为多大？（g取10N/kg）
（2）在“金色沙滩”上，当我们将一只熟鸡蛋松手后落在柔软的沙地上时，我们会发现鸡蛋不会破碎；若将熟鸡蛋落在旁边的水泥路面上，则它会四分五裂．请依据这一事实，作出一个与“力”有关的科学合理的猜想．

Answer 1

解：
（1）1s喷水的重力：
G=mg=100kg×10N/kg=1000N，
1s内做的功：
W=Gh=1000N×80m=80000J，
该喷水装置1min内做的有用功：
W_有用=80000J×60=4.8×10⁶J，
喷水装置1min做的总功：
W_总=Pt=1.0×10⁵W×60s=6×10⁶J，
该喷水装置的机械效率：
η===80%；
（2）熟鸡蛋落在柔软的沙地和水泥路面上，在力的大小相同时，接触面的材料不同，硬度不同，硬度大的使鸡蛋破碎，硬度小的不会破碎；可见，力的作用效果和接触面的材料有关．
答：（1）该喷水装置1min做的有用功是4.8×10⁶J；它的机械效率为80%；
（2）科学合理的猜想：力的作用效果和和接触面的材料有关．
分析：（1）知道1s喷水的质量，利用G=mg求水的重力，知道喷水的高度，利用W=Gh求1s内做的功；再求该喷水装置1min做的有用功；
利用W=Pt求总功，再利用效率公式求该喷水装置的机械效率．
（2）由题意可知，鸡蛋从餐桌上掉到地上有时不破碎，有时破碎，结果不同，所以我们可以结合鸡蛋的情况和地面情况提出合理的猜想．
点评：本题考查了喷水时有用功、总功、机械效率的计算，要求灵活运用所学公式；本题难点在第二问，要结合实际现象和所学有关力的知识进行合理的猜想．