Question

9．利用平抛运动知识测量通过某水管的流量Q（Q=Sv，S为出水口的横截面积，v为出水口的水速），方法如下：

（1）先用游标卡尺测量喷水口的内径D．A、B、C、D图中，测量方式正确的是C．
（2）图为正确测量得到的结果，由此可得喷水口的内径D=1.010×10^-2 m．
（3）打开水阀，让水从喷水口水平喷出，稳定后测得落地点距喷水口水平距离为x，竖直距离为y，根据上述测量值，可得水管内水的流量Q=$\frac{πx{D}^{2}}{4}\sqrt{\frac{g}{2y}}$ （用D、x、y、g表示）．

Answer 1

分析 （1）游标卡尺使用规则，需要测量内径；
（2）数值由两部分组成，注意精确度；
（3）抛出的水做平抛运动，由平抛规律求解；用截面积乘以单位时间内流过的长度计算．

解答 解：（1）测量内径应该采用内测量爪，故应选：C．
（2）主尺读数为：1.0cm，游标尺读数为：2×0.05mm=0.010cm，估读数为1.010×10^-2m；
（3）喷出的水在空中停留的时间为：t=$\sqrt{\frac{2y}{g}}$，故出水速度v=$\frac{x}{t}$=x$\sqrt{\frac{g}{2y}}$；
流量等于截面积乘以单位时间内流过的水柱长度，故Q=v•t•t=$\frac{πx{D}^{2}}{4}\sqrt{\frac{g}{2y}}$
故答案为：
（1）C；
（2）1.010×10^-2；
（3）$\frac{πx{D}^{2}}{4}\sqrt{\frac{g}{2y}}$．

点评 熟悉测量仪器的使用规则和读数方法；注意寻找物理模型，喷出的水做平抛运动，根据平抛运动的规律求解．