Question

【题目】人民公园绿化带内有一个喷水管，其管口与为其供水的水塔内的水面高度差h=20m，管口的内截面的面积S=4×10﹣4㎡．开关打开时管口喷水速度V=20m/s，水从管口喷出到落地所用的时间t=0.5s．求：

（1）开关关闭不喷水时，管口处受到水产生的压强；

（2）开关打开喷水时，空中水柱的质量．

Answer 1

【答案】（1）管口处受到水产生的压强为1.96×105Pa；

（2）空中水柱的质量为4kg．

【解析】试题分析：（1）根据p=ρgh求出管口处受到水的压强；

（2）根据s=vt求出水柱的长度，再求出水柱的体积，根据ρ=求出质量．

（1）管口处受到水产生的压强：

p=ρgh=1×103kg/m3×9.8N/kg×20m=1.96×105Pa；

（2）∵v=

∴水从管口喷出到落地水柱的长度：

h=vt=20m/s×0.5s=10m，

水柱的体积：V=Sh=4×10﹣4m2×10m=4×10﹣3m3，

∵ρ=

∴水柱的质量：

m=ρV=1×103kg/m3×4×10﹣3m3=4kg．