分析 (1)由題意可知水做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移及豎直高度,則由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得出水從小孔中噴出的速度;
(2)由功能關(guān)系可求得水泵做的功,由功率公式可求得功率;
(3)由太陽能及水泵在轉(zhuǎn)化中的效率可求得實(shí)際需要的太陽能量,則可求得太陽能的電池板面積的最小值.
解答 解:(1)水從小孔噴出時(shí)速度沿水平方向,只受重力作用,做平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)水噴出時(shí)的速度大小為v,有:
R-r=vt
h=$\frac{1}{2}$gt2;
水噴出的速度為:v=$\frac{(R-r)\sqrt{2gh}}{2h}$;
(2)水泵做功,既改變水的勢(shì)能,又改變水的動(dòng)能.由功能關(guān)系得:
Pt=m0tgh+$\frac{1}{2}$m0tv02;
功率為:P=m0gh+$\frac{1}{2}$m0v02.
(3)考慮單位時(shí)間內(nèi)的能量轉(zhuǎn)化及利用效率,太陽能電池板接收太陽能的其中一部分轉(zhuǎn)變成電能E1,電能通過水泵將其中的部分轉(zhuǎn)變成水的勢(shì)能與動(dòng)能E2,有:
E1=η1E0cosθ
E2=η2E1
E2=m0gH+$\frac{1}{2}$m0v02
解得最小面積為:S=$\frac{{m}_{0}gH+\frac{1}{2}{{m}_{0}v}_{0}^{2}}{{η}_{1}{η}_{2}{E}_{0}cosα}$;
答:(1)水從小孔噴出時(shí)的速度大小為$\frac{(R-r)\sqrt{2gh}}{2h}$;
(2)水泵的輸出功率為m0gh+$\frac{1}{2}$m0v02.;
(3)為了使水泵的工作能維持水面的高度不變,太陽能電池板面積的最小值S$\frac{{m}_{0}gH+\frac{1}{2}{{m}_{0}v}_{0}^{2}}{{η}_{1}{η}_{2}{E}_{0}cosα}$.
點(diǎn)評(píng) 本題根據(jù)生活中的例子考查功能的關(guān)系,解題的關(guān)鍵在于明確題意,從而構(gòu)建出我們所熟知的物理模型,則可輕松解決本題.
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 人收繩的速度越來越大 | B. | 人收繩的速度越來越慢 | ||
C. | 船受到的浮力保持減小 | D. | 船受到的浮力不斷不變 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 兩電阻串聯(lián)后的伏安曲線在區(qū)域I內(nèi),兩電阻并聯(lián)后的伏安曲線在區(qū)域II內(nèi) | |
B. | 兩電阻串聯(lián)后的伏安曲線在區(qū)域III內(nèi),兩電阻并聯(lián)后的伏安曲線在區(qū)域I內(nèi) | |
C. | A、B電阻阻值之比為 1:3 | |
D. | A、B電阻阻值之比為 3:1 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | $\frac{1}{2}$mv12 | B. | mg(H+h) | C. | $\frac{1}{2}$mv12+mgh | D. | $\frac{1}{2}$mv22-mgh |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 減少路軌阻力,有利于提高列車最高時(shí)速 | |
B. | 當(dāng)列車保持最高時(shí)速行駛時(shí),其牽引力與阻力大小相等 | |
C. | 列車的最高時(shí)速取決于其最大功率、阻力及相關(guān)技術(shù) | |
D. | 將列車車頭做成流線形,減小空氣阻力,有利于提高列車功率 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 向右減速運(yùn)動(dòng) | B. | 向右加速運(yùn)動(dòng) | C. | 向左減速運(yùn)動(dòng) | D. | 向左勻速運(yùn)動(dòng) |
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