为估算池中睡莲叶面承受出滴撞击产生的平均压强,小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台,测得1小时内杯中水上升了45m...
问题详情:
为估算池中睡莲叶面承受出滴撞击产生的平均压强,小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台,测得1小时内杯中水上升了45mm.查询得知,当时雨滴竖直下落速度约为12m/s.据此估算该压强约为(设雨滴撞击睡莲后无反*,不计雨滴重力,雨水的密度为1×103 kg/m3)()
A.0.15Pa B. 0.54Pa C. 1.5Pa D. 5.4Pa
【回答】
考点: 动量定理.
分析: 想估算雨水对睡莲叶面撞击产生的平均压强,首先要建立一个不计雨水重力,但速度由v=12m/s减为零的动量变化的模型,应用动量定理表示出睡莲叶面对雨滴的冲力,利用圆柱形容器1小时得到的水的体积算出水的质量,利用压强公式求得压强.
解答: 解:由于是估算压强,所以不计雨滴的重力.设雨滴受到支持面的平均作用力为F.设在△t时间内有质量为△m的雨水的速度由v=12m/s减为零.以向上为正方向,对这部分雨水应用动量定理:
F△t=0﹣(﹣△mv)=△mv.得到F=
设水杯横截面积为S,对水杯里的雨水,在△t时间内水面上升△h,则有△m=ρ S△h
F=ρSv.压强P====0.15(Pa)
故选 A
点评: 估算题目关键是建立一个模型,然后利用合理的理论推断得出基本符合事实的结论,这是物理学中常用的一种思想方法.
知识点:未分类
题型:选择题
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