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消防车的供水系统主要由水泵、输水管道和水炮组成。如图所示,消防水炮离地高度为H,...

消防车的供水系统主要由水泵、输水管道和水炮组成。如图所示,消防水炮离地高度为H,建筑物上的火点离地高度为h,水炮与火点的水平距离为x,水泵的功率为P,整个供水系统的效率η=0.6。假设水从水炮水平射出,不计空气阻力,取g=10m/s2

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(1)若H=80m,h=60m,水炮出水速度v0=30m/s,求水炮与起火建筑物之间的水平距离x;

(2)在(1)问中,若水炮每秒出水量m0="60" kg,求水泵的功率P;

(3)当完成高层灭火后,还需要对散落在火点正下方地面上的燃烧物进行灭火,将水炮竖直下移至H´=45m,假设供水系统的效率η不变,水炮出水口的横截面积不变,水泵功率应调整为P´,则P´应为多大?

 

(1)60m(2)(3) 【解析】 试题分析:(1)根据平抛运动规律,有 联立上述两式,并代入数据得: (2)设在Δ t时间内出水质量为m,由功能关系得: 取Δ t=1s,则m=m0,有 (3)注意到高度变化后,水流速度变化,1s内出水质量也将变化。 设1s内出水量为,水的密度为ρ,速度为v´,水炮喷口的横截面积为S,有 得     得 由功能关系得: 取Δ t=1s,则,代入数据解得: 考点:平抛运动、能量守恒定律
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考点分析:
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如图甲所示,一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成,AD与DCE相切于D点,C为圆轨道的最低点,将一小物块置于轨道ADC上离地面高为H处由静止释放,用力传感器测出其经过C点时对轨道的压力N,改变H的大小,可测出相应的N的大小,N随H的变化关系如图乙折线PQI所示(PQ与QI两直线相连接于Q点),QI反向延长交纵轴于F点(0,5.8N),重力加速度g取10m/s2,求:

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(1)求出小物块的质量m;圆轨道的半径R、轨道DC所对应的圆心角θ;

(2)小物块与斜面AD间的动摩擦因数μ。

(3)若要使小物块能运动到圆轨道的最高点E,则小物块应从离地面高为H处由静止释放,H为多少?

 

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如图所示,半径为R的 1/4光滑圆弧轨道最低点D与水平面相切,在D点右侧L0=4R处用长为R的细绳将质量为m的小球B(可视为质点)悬挂于O点,小球B的下端恰好与水平面接触,质量为m的小球A(可视为质点)自圆弧轨道C的正上方H高处由静止释放,恰好从圆弧轨道的C点切入圆弧轨道,已知小球A与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,细绳的最大张力Fm=7mg,重力加速度为g,试求:

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(1)若H=R,小球A到达圆弧轨道最低点D时所受轨道的支持力;

(2)试讨论H在什么范围内,小球A与B发生弹性碰撞后细绳始终处于拉直状态。

 

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卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态,在这种环境中无法用天平称量物体的质量。于是某同学在这种环境设计了如图所示的装置(图中O为光滑的小孔)来间接测量物体的质量:给待测物体一个初速度,使它在桌面上做匀速圆周运动。设航天器中具有基本测量工具(弹簧秤、秒表、刻度尺)。

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(1)物体与桌面间没有摩擦力,原因是             

(2)实验时需要测量的物理量是              

(3)待测质量的表达式为m=                 

 

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起重机以恒定功率从地面竖直提升一重物,经 t时间物体开始以速度 v匀速运动,此时物体离地面高度 h=                       .

 

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在“验证机械能守恒定律”的实验中,质量m=1kg的物体自由下落,得到如下图所示的纸带,相邻计数点间的时间间隔为0.04s.那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中,物体重力势能的减少量说明: 满分5 manfen5.com=_______J,此过程中物体动能的增加量说明: 满分5 manfen5.com=______J。由此可得到的结论是                                 

(g="9.8" m/s2,保留三位有效数字) 说明: 满分5 manfen5.com

 

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