题目内容
【题目】由高压水枪中竖直向上喷出的水柱,将一个质量为的小铁盒开口向下顶在空中,如图所示,已知水的密度为,以恒定速率从横截面积为的水枪中持续喷出,向上运动并冲击小铁盒后,以不变的速率竖直返回,水与铁盒作用时这部分水所受重力可忽略不计,下列说法正确的是( )
A. 水到达铁盒底部速度的大小
B. 水到达铁盒底部速度的大小
C. 铁盒到水枪口的高度
D. 铁盒到水枪口的高度
【答案】D
【解析】以时间内与铁盒发生作用的水为研究对象:这些水的质量跟时间内从枪口喷出的水的质量相同, ,这些水与铁盒作用时的速度为,动量变化为,这些水对铁盒的反作用力,由于铁盒处于平衡状态,则: ,由此可得,又由机械能守恒可知小铁盒距水枪口的高度,将上式代入该式得: ,D正确.故选D.
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