Question

如圖所示，一個(gè)農(nóng)用水泵裝在離地面一定高度處，其出水管是水平的，現(xiàn)僅有一卷鋼尺，請(qǐng)你粗略地測(cè)出水流出管口的速度大小和從管口到地面之間在空中水柱的質(zhì)量（設(shè)水的密度為ρ）
（1）你需要測(cè)量的物理量是（寫(xiě)出物理名稱(chēng)和對(duì)應(yīng)的字母）

 

．
（2）水流出管口的速度表達(dá)式為

 

；空中水的質(zhì)量為

 

．

Answer 1

分析：根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的分位移公式求解水流出管口的速度和時(shí)間的表達(dá)式，然后得到空中水的質(zhì)量的表達(dá)式，最后根據(jù)表達(dá)式確定待測(cè)量．

解答：解：（1）設(shè)水管周長(zhǎng)L、水管距地高度h，水柱的水平射程S，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的分位移公式，有：
S=vt
h=

1

2

gt2
故初速度為：v=S

g 2h

；
運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：t=

2h g

；
空中水的質(zhì)量為：m=ρ?πR²?vt=Sρ

L2

4π

；
故待測(cè)量為：水管周長(zhǎng)L、水管距地高度h，水柱的水平射程S．
（2）由第一問(wèn)可知：v=S

g 2h

，m=Sρ

L2

4π

．
故答案為：（1）水管周長(zhǎng)L、水管距地高度h，水柱的水平射程S．
（2）v=S

g 2h

，m=Sρ

L2

4π

．

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)的模型列式分析，較難．