Question

15．某實(shí)驗(yàn)小組發(fā)現(xiàn)自行車車棚頂部，是水平放置的塑料平板，為估算下暴雨時(shí)塑料板面承受雨滴撞擊產(chǎn)生的平均壓強(qiáng)，他們在雨天將一圓柱形空水杯置于露臺(tái)，用20分度游標(biāo)片尺測得1小時(shí)內(nèi)杯中水位上升的高度．
（1）游標(biāo)卡尺刻線局部放大圖如圖所示，則水位上升高度為85.75mm．
（2）查詢得知，當(dāng)時(shí)雨滴豎直下落速度約為18m/s．據(jù)此估算該壓強(qiáng)約為0.43Pa （設(shè)雨滴掩擊塑料板后無反彈，不計(jì)雨滴重力，雨水的密度為10x10³kg/m³，計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法也可以是主尺與游標(biāo)尺對其的刻線讀數(shù)減去游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀；
（2）雨滴撞擊塑料板后的速度減小為0，根據(jù)動(dòng)量定理即可求出壓強(qiáng)．

解答 解：（1）游標(biāo)尺上第15個(gè)刻度游標(biāo)與主尺對齊的讀數(shù)為10cm=100mm，游標(biāo)尺上0到第15個(gè)刻度游標(biāo)長度為：15×$\frac{19}{20}$mm=14.25mm，
所以最終讀數(shù)為：100mm-14.25mm=85.75mm；
（2）雨滴撞擊塑料板后的速度減小為0，設(shè)水杯的橫截面積為S，則1小時(shí)內(nèi)水杯內(nèi)的水的質(zhì)量：m=ρV=ρSh
設(shè)雨對塑料板的平均撞擊力為F，則：-Ft=0-mv
平均壓強(qiáng)：P=$\frac{F}{S}$
所以：P=$\frac{mv}{St}$=$\frac{ρhv}{t}$
其中時(shí)間：t=1h=3600s
將數(shù)據(jù)代入可得：P=0.43Pa
故答案為：（1）85.75；（2）0.43

點(diǎn)評 對于基本測量儀器如游標(biāo)卡尺、螺旋測微器等要了解其原理，要能正確使用這些基本儀器進(jìn)行有關(guān)測量．