Question

【题目】某住宅小区有一小型人工景观瀑布，瀑布直接竖直落在一水平平整的岩石上。瀑布顶端与岩石距离为4.05m,其流量（单位时间流下的水的体积）Q=0.48m3/s.设水在瀑布顶端时速度为零，落到岩石后直接沿岩石水平流走。水的密度为ρ=1×103kg/m3，忽略空气阻力，g取10m/s2． 求：

（1）水刚要落到岩石上时的速度大小及单位时间内落到岩石上的水的质量；

（2）水流对岩石的平均冲击力大小（不计水本身重力的影响）。

Answer 1

【答案】（1）480kg （2）4320N

【解析】试题分析：根据速度位移公式求出速度，再根据m0=ρQ求出质量；由动量定理即可求出水流对岩石的平均冲击力大小。

（1）根据速度位移公式：v2=2gh

解得：v=9m/s

单位时间落到岩石上的水的质量为：m0=ρQ=480kg

（2）设水流对岩石的平均冲击力为F

由动量定理有：FΔt=0(mv)

其中：m= m0Δt

解得：F=4320N