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【题目】某游乐园入口旁有一喷泉,喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中。为计算方便起见,假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出;玩具底部为平板(面积略大于S);水柱冲击到玩具底板后,在竖直方向水的速度变为零,在水平方向朝四周均匀散开。忽略空气阻力。已知水的密度为ρ,重力加速度大小为g。求

(i)喷泉单位时间内喷出的水的质量;

(ii)玩具在空中悬停时,其底面相对于喷口的高度。

【答案】(i) (ii)

【解析】

试题分析:(i)设时间内,从喷口喷出的水的体积为,质量为,则

①②式得,单位时间内从喷口喷出的水的质量为

(ii)设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为,水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为。对于时间内喷出的水,有能量守恒得

高度处,时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动量变化量的大小为

设水对玩具的作用力的大小为F,根据动量定理有

由于玩具在空中悬停,由力的平衡条件得

联立③④⑤⑥⑦式得

练习册系列答案
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【题目】某质量为1 000kg的汽车在平直路面试车,当车速达到30m/s时关闭发动机,经过60s停下来,所受阻力大小恒定,此过程中

1)汽车的加速度多大?受到的阻力是多大?

2)若汽车以20kW的恒定功率重新启动,当速度达到10m/s时,汽车的加速度多大?

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【题目】如图,一光滑的轻滑轮用细绳OO'悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态。若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则

A.绳OO'的张力也在一定范围内变化

B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化

C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化

D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化

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【题目】研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示,其中斜面倾角θ可调。打点计时器的工作频率为50 Hz。纸带上计数点的间距如图(b)所示,其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。

(1)部分实验步骤如下:

A.测量完毕,关闭电源,取出纸带

B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车

C.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连

D.把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔

上述实验步骤的正确顺序是:__________(用字母填写)。

(2)图(b)中标出的相邻两计数点的时间间隔T______ s。

(3)计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5________

(4)为了充分利用记录数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为a________

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【题目】图中A、B汽缸的长度为,横截面积为,C是可在汽缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞,D为阀门,整个装置均由导热材料制成,起初阀门关闭,A内有压强的氮气,B内有压强的氧气,阀门打开后,活塞C向右移动,最后达到平衡。

1求活塞C移动的距离及平衡后B中气体的压强;

2活塞C移动过程中气体对外做功为,则A中气体是吸热还是放热?吸收或者放出热量为多少?假定氧气和氮气均为理想气体,连接汽缸的管道体积可忽略

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【题目】甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v-t图像如图所示。已知两车在t=3s时并排行驶,则

A. t=2s时,甲车在乙车后

B. t=0时,甲车在乙车前75m

C. 两车另一次并排行驶的时刻是t=1s

D. 甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为50m

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【题目】一定量的理想气体从状态a开始,经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态,其p–T图像如图所示,其中对角线ac的延长线过原点O。下列判断正确的是________。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)

A.气体在a、c两状态的体积相等

B.气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能

C.在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功

D.在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功

E.在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功

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【题目】如图所示,甲图是某学生测量匀变速直线运动的加速度的实验装置,由于实验中连接重物和木块的细线过长,所以当重物着地后,木块还会在木板上继续滑行。图乙所示纸带是重物着地后的一段打点纸带(注意图中任两个计数点间都有四个点没有标出)。若打点计时器所用的交流电频率为 50Hz,则两个计数点间的时间间隔T= s,木块的加速度a __m/s2,木块与木板间的动摩擦因数= 。(g=10m/s2,忽略空气阻力以及纸带与打点计时器间的摩擦,所有结果都保留两位有效数字)

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【题目】某物理课外小组利用图a中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。中,置于实验台上的长木板水平放置,其右端固定一轻滑轮轻绳跨过滑轮,一与放在木板上的小滑车相连,另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个,每个质量均为0010 kg。实验步骤如下:

1将5个钩码全部放入小车中,在长木板左下方垫上适当厚度的小物快,使小车和钩码可以在木板上匀速下滑。

2将n依次取n=12345个钩码挂在轻绳右端,其余Nn钩码仍留在小车内;用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车,同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s,绘制s-t图像,经数据处理后可得到相应的加速度a。

3对应于不同的n的a值见下表。n=2时的s-t图像如图b所示由图b求出此时小车的加速度保留2位有效数字,将结果填入下表。

n

1

2

3

4

5

020

058

078

100

4利用表中的数据在图c中补齐数据点,并作出a-n图像。从图像可以看出:当物体质量一定时,物体的加速度与其所受的合外力成正比。

5利用a–n图像求得小车空载的质量为_______kg保留2位有效数字,重力加速度取g=98 m·s–2

6若以“保持木板水平”来代替步骤1,下列说法正确的是_______填入正确选项前的标号

Aa–n图线不再是直线

Ba–n图线仍是直线,但该直线不过原点

Ca–n图线仍是直线,但该直线的斜率变大

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