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9.某游樂園入口旁有一噴泉,噴出的水柱將一質(zhì)量為M的卡通玩具穩(wěn)定地懸停在空中.為計(jì)算方便起見,假設(shè)水柱從橫截面積為S的噴口持續(xù)以速度v0豎直向上噴出;玩具底部為平板(面積略大于S);水柱沖擊到玩具底板后,在豎直方向水的速度變?yōu)榱�,在水平方向朝四周均勻散開.忽略空氣阻力.已知水的密度為ρ,重力加速度大小為g.則當(dāng)玩具在空中懸停時(shí),其底面相對(duì)于噴口的高度為( �。�
A.v022g+\frac{{M}^{2}g}{2{ρ}^{2}{{v}_{0}}^{2}{S}^{2}}B.\frac{{{v}_{0}}^{2}}{2g}-\frac{{M}^{2}g}{2{ρ}^{2}{{v}_{0}}^{2}{S}^{2}}
C.\frac{{{v}_{0}}^{2}}{2g}D.\frac{{M}^{2}g}{2{ρ}^{2}{{v}_{0}}^{2}{S}^{2}}

分析 根據(jù)能量守恒得出水到達(dá)玩具底板時(shí)的速度,結(jié)合動(dòng)量定理得出作用力的大小,抓住作用力與玩具的重力相等,聯(lián)立求出玩具懸停在空中離噴口的高度.

解答 解:設(shè)玩具懸停時(shí)其底面相對(duì)于噴口的高度為h,水從噴口噴出后到達(dá)玩具底面時(shí)的速度大小為v.對(duì)于△t時(shí)間內(nèi)噴出的水,由能量守恒得:
\frac{1}{2}(△m){v}^{2}+(△m)gh=\frac{1}{2}(△m){{v}_{0}}^{2}…①
在h高度處,△t時(shí)間內(nèi)噴射到玩具底面的水沿豎直方向的動(dòng)量變化量的大小為:△p=(△m)v…②
設(shè)水對(duì)玩具的作用力的大小為F,根據(jù)動(dòng)量定理有:F•△t=△p…③
由于玩具在空中懸停,由力的平衡條件得:F=Mg…④
聯(lián)立①②③④式得h=\frac{{{v}_{0}}^{2}}{2g}-\frac{{M}^{2}g}{2{ρ}^{2}{{v}_{0}}^{2}{S}^{2}},故B正確,A、C、D錯(cuò)誤.
故選:B.

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了動(dòng)量定理與能量守恒的直接應(yīng)用,知道玩具在空中懸停時(shí),受力平衡,合力為零,兩外注意水柱沖擊到玩具底板后,在豎直方向水的速度變?yōu)榱�,有一定難度.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.某物體運(yùn)動(dòng)的速度圖象如圖所示,關(guān)于物體的運(yùn)動(dòng),描述正確( �。�
A.0~2 s內(nèi)勻速直線運(yùn)動(dòng)B.2 s~6 s內(nèi)靜止
C.0~2 s內(nèi)勻加速直線運(yùn)動(dòng)D.4 s-5 s內(nèi)勻加速

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

13.某透明體外形如圖所示,它由折射率相同、半徑不同的兩個(gè)共軸球體組成,大球外表面鍍了一層不透光物質(zhì),且大球的球心O′恰好在小球球面上,平行軸線的光束從半徑為R的小球射入,會(huì)聚在軸線上的P點(diǎn),光線的會(huì)聚角α=30°,真空中光速為c.求:(答案可以用三角函數(shù)表示)
①透明體的折射率;
②從兩球體的交點(diǎn)處射入的光線,從進(jìn)入透明體至到達(dá)P點(diǎn)的時(shí)間.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

17.如圖甲所示,一足夠長(zhǎng)、與水平面夾角θ=53°的傾斜軌道與豎直面內(nèi)的光滑圓軌道相接,圓軌道的半徑為R,其最低點(diǎn)為A,最高點(diǎn)為B.可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊與斜軌間有摩擦,物塊從斜軌上某處由靜止釋放,到達(dá)B點(diǎn)時(shí)與軌道間壓力的大小F與釋放的位置距最低點(diǎn)的高度h的關(guān)系圖象如圖乙所示,不計(jì)小球通過A點(diǎn)時(shí)的能量損失,重力加速度g=10m/s2,sin53°=\frac{4}{5},cos53°=\frac{3}{5},求:

(1)假設(shè)斜面光滑,物塊至少?gòu)亩喔叩奈恢糜伸o止下滑才能通過圓形軌道的B點(diǎn)?
(2)物塊與斜軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;
(3)物塊的質(zhì)量m.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

4.如圖所示電路中,R1、R2為可變電阻,R0為定值電阻,D為理想二極管.在平行金屬板M、N內(nèi)部左側(cè)中央P有一質(zhì)量為m的帶電粒子(重力不計(jì))以水平速度v0射入電場(chǎng)并打在N板的O點(diǎn).若保持水平速度v0不變,下列說法正確的是(  )
A.只增大R1,粒子將打在O點(diǎn)右側(cè)
B.只增大R2,粒子還將打在O點(diǎn)右側(cè)
C.只將M板豎直向上平移,粒子還將打在O點(diǎn)
D.只將M板豎直向下平移,粒子還將打在O點(diǎn)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.在下列描述的核過程的方程中,屬于裂變的是  ( �。�
A.{\;}_{6}^{14}C→{\;}_{7}^{14}N+{\;}_{-1}^{0}e
B.{\;}_{92}^{238}U→{\;}_{90}^{234}Th+{\;}_{2}^{4}He
C.{\;}_{1}^{3}H+{\;}_{1}^{2}H→{\;}_{2}^{4}He+{\;}_{0}^{1}n
D.{\;}_{92}^{235}U+{\;}_{0}^{1}n→{\;}_{54}^{140}Xe+{\;}_{38}^{94}Sr+2{\;}_{0}^{1}n

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.光滑水平面上的物體受水平恒力F作用,沿著力的方向發(fā)生了位移s.此過程中,以下哪種情況可使物體的動(dòng)能由10J增加到30J?( �。�
A.F=10 N,s=2 mB.F=10 N,s=4 mC.F=20 N,s=2 mD.F=20 N,s=0.5 m

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.在如圖所示電路中,開關(guān)閉合后,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng),使接入電路的電阻增大時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)變化情況是( �。�
A.電流表示數(shù)不變B.電壓表示數(shù)不變C.電流表示數(shù)減小D.電壓表示數(shù)減小

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.若某物體所受合外力為零,則該物體( �。�
A.可能靜止B.可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)
C.可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D.可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

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