【題目】節(jié)水噴灌示意圖如圖所示,噴口距地面h高,將水水平噴出,其噴灌半徑可達(dá)8h,時間t內(nèi)噴出水的質(zhì)量為m,所用的水是水泵從地下3h深的井里抽。O(shè)水以相同的速率從噴口噴出,水泵效率為η,不計空氣阻力,試求:
(1)水從噴口噴出的初速度v;
(2)水泵每分鐘對水做的功W;
(3)帶動水泵的電動機(jī)的最小輸出功率P.
【答案】
(1)解:水從噴口噴出后做平拋運(yùn)動,設(shè)平拋運(yùn)動的時間為t′,則有:
,
8h=vt′,
聯(lián)立解得:v= .
答:水從噴口噴出的初速度v為 ;
(2)解:設(shè)時間t內(nèi)噴出水的動能為Ek,水獲得的重力勢能為Ep,水泵對水所做的功用于增加水的動能和重力勢能,則有:
動能為: ,
重力勢能為:Ep=mg(h+3h)=4mgh,
則有:W=Ek+Ep=16mgh+4mgh=20mgh.
答:水泵每分鐘對水做的功為20mgh;
(3)解:帶動水泵的電動機(jī)的最小輸出功率等于水泵的輸入功率為:η= ,
又P= ,
解得:P= .
答:帶動水泵的電動機(jī)的最小輸出功率為 .
【解析】(1)根據(jù)平拋運(yùn)動的高度求出平拋運(yùn)動的時間,結(jié)合水平位移和時間求出水從噴口噴出的初速度.(2)抓住水泵對水做功等于水獲得動能和重力勢能,結(jié)合能量守恒求出水泵每分鐘對水做的功.(3)根據(jù)有用功和水泵的效率求出總功,結(jié)合功率公式求出最小輸出功率.
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解平拋運(yùn)動的相關(guān)知識,掌握特點(diǎn):①具有水平方向的初速度;②只受重力作用,是加速度為重力加速度g的勻變速曲線運(yùn)動;運(yùn)動規(guī)律:平拋運(yùn)動可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動,以及對電功率和電功的理解,了解電流做功的實質(zhì)是電場力對電荷做功.電場力對電荷做功,電荷的電勢能減少,電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.因此電功W=qU=UIt,這是計算電功普遍適用的公式. ? 單位時間內(nèi)電流做的功叫電功率,P=W/t=UI,這是計算電功率普遍適用的公式.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi),光滑的絕緣細(xì)桿AC與半徑為R的圓交于B、C兩點(diǎn),B恰為AC的中點(diǎn),C恰位于圓周的最低點(diǎn),在圓心O處固定一正電荷.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為-q、套在桿上的帶負(fù)電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)由靜止開始沿桿下滑.已知重力加速度為g,A、C兩點(diǎn)間的豎直距離為3R,小球滑到B點(diǎn)時的速度大小為.求:
(1)小球滑至C點(diǎn)時的速度大。
(2)A、B兩點(diǎn)間的電勢差UAB.
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【題目】如圖所示,把一個架在絕緣支架上的枕形導(dǎo)體放在正電荷形成的電場中。導(dǎo)體處于靜電平衡時,下列說法正確的是( 。
A. A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)相等,且都為零
B. A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)不相等
C. 感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場EA<EB
D. 當(dāng)電鍵S閉合時,電子從大地沿導(dǎo)線向?qū)w移動
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【題目】一小球放置在光滑水平面上,彈簧左側(cè)固定在豎直面上,右側(cè)與小球相連,如圖甲所示。手拿小球沿水平面向右移動一段距離后松手,用計算機(jī)描繪出小球運(yùn)動的v-t圖象為正弦曲線(如圖乙所示)。從圖中可以判斷( )
A. 在0~t1時間內(nèi),外力做正功
B. 在0~t1時間內(nèi),外力的功率逐漸增大
C. 在t2時刻,外力的功率最大
D. 在t1~t3時間內(nèi),外力做的總功為零
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【題目】“電子能量分析器”主要由處于真空中的電子偏轉(zhuǎn)器和探測板組成.偏轉(zhuǎn)器是由兩個相互絕緣、半徑分別為RA和RB的同心金屬半球面A和B構(gòu)成,A、B為電勢值不等的等勢面,電勢分別為φA和φB,其過球心的截面如圖所示.一束電荷量為e、質(zhì)量為m的電子以不同的動能從偏轉(zhuǎn)器左端M的正中間小孔垂直入射,進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域,最后到達(dá)偏轉(zhuǎn)器右端的探測板N,其中動能為Ek0的電子沿等勢面C做勻速圓周運(yùn)動到達(dá)N板的正中間.忽略電場的邊緣效應(yīng).下列說法中不正確的是( )
A. A球面電勢比B球面電勢高
B. 電子在AB間偏轉(zhuǎn)電場中做勻變速運(yùn)動
C. 等勢面C所在處電勢的大小為
D. 等勢面C所在處電場強(qiáng)度的大小為E=
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【題目】如圖所示,直桿BC的一端用鉸鏈固定于豎直墻壁,另一端固定一個小滑輪C,細(xì)繩下端掛一重物,細(xì)繩的AC段水平。不計直桿、滑輪及細(xì)繩的質(zhì)量,忽略所有摩擦。若將細(xì)繩的端點(diǎn)A稍向下移至A'點(diǎn),使之重新平衡,則此時滑輪C的位置( )
A. 在AA'之間 B. 與A'點(diǎn)等高
C. 在A'點(diǎn)之下 D. 在A點(diǎn)之上
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【題目】如圖所示,甲圖為沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t=0時刻的波動圖象,乙圖為參與波動質(zhì)點(diǎn)P的振動圖象,則下列判斷正確的是( )
A. 該波的傳播速率為
B. 該波的傳播方向沿x軸正方向
C. 經(jīng)過0.5s時間,質(zhì)點(diǎn)P沿波的傳播方向向前傳播2m
D. 該波在傳播過程中若遇到3m的障礙物,能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象
E. 經(jīng)過0.5s時間,質(zhì)點(diǎn)P的位移為零,路程為0.4m
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑水平面上放置質(zhì)量均為M=2 kg的甲、乙兩輛小車,兩車之間通過一感應(yīng)開關(guān)相連(當(dāng)滑塊滑過感應(yīng)開關(guān)時,兩車自動分離).甲車上表面光滑,乙車上表面與滑塊P之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5.一根通過細(xì)線拴著(細(xì)線未畫出)且被壓縮的輕質(zhì)彈簧固定在甲車的左端,質(zhì)量為m=1 kg的滑塊P(可視為質(zhì)點(diǎn))與彈簧的右端接觸但不相連,此時彈簧的彈性勢能E0=10 J,彈簧原長小于甲車長度,整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)剪斷細(xì)線,求:
(1)滑塊P滑上乙車前的瞬時速度的大。
(2)滑塊P滑上乙車后最終未滑離乙車,滑塊P在乙車上滑行的距離.(取g=10 m/s2)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在高臺滑雪比賽中,某運(yùn)動員從平臺上以v0的初速度沿水平方向飛出后,落到傾角為θ的雪坡上(雪坡足夠長).若運(yùn)動員可視為質(zhì)點(diǎn),不計空氣阻力,重力加速度為g,則( )
A.如果v0不同,該戰(zhàn)士落到雪坡時的位置不同,速度方向也不同
B.如果v0不同,該戰(zhàn)士落到雪坡時的位置不同,但空中運(yùn)動時間相同
C.該戰(zhàn)士在空中經(jīng)歷的時間是
D.該戰(zhàn)士剛要落到雪坡上時的速度大小是
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