题目内容
【题目】如图所示,打开水龙头,流出涓涓细流。将乒乓球靠近竖直的水流时,水流会被吸引,顺着乒乓球表面流动。这个现象称为康达效应(Coanda Effect)。某次实验,水流从点开始顺着乒乓球表面流动,并在乒乓球的最低点
与之分离,最后落在水平地面上的
点(未画出)。已知水流出水龙头的初速度为
,
点到
点的水平射程为
,
点距地面的高度为
,乒乓球的半径为
,
为乒乓球的球心,
与竖直方向的夹角
,不计一切阻力,若水与球接触瞬间速率不变,重力加速度为
。
(1)若质量为的水受到乒乓球的“吸附力”为
,求
的最大值;
(2)求水龙头下端到的高度差
。
【答案】(1);(2)
【解析】
(1)设水流在点的速率为
,在
点时
最大,由牛顿第二定律
①
水流从点开始做平抛运动,有
②
③
联立,解得
④
(2)水流从水龙头流出至到达点,由动能定理
⑤
联立,解得
⑥
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