Question

18．如果一种手持喷水枪的枪口截面积为0.6cm²，喷出水的速度为20m/s（水的密度为1×10³kg/m³）．当它工作时，估计水枪的功率为240W，如果喷出的水垂直冲击到煤层速度变为零，则对煤层的压强为4×10⁵Pa．

Answer 1

分析 先求出时间ts内喷出水的质量，再求出做的功，由P=$\frac{W}{t}$求得功率；根据压强的公式，结合作用力的大小求出压强的大小．

解答 解：ts时间内喷水质量为m=ρSvt=1000×0.00006×20tkg=1.2tkg，
水枪在时间ts内做功为W=$\frac{1}{2}（1.2t）{v}^{2}$
故水枪的功率为P=$\frac{\frac{1}{2}（1.2t）{v}^{2}}{t}=\frac{1}{2}×1.2×400W=240W$．
压强$p=\frac{F}{S}=\frac{m△v}{tS}=\frac{1.2t×20}{t×0.6×1{0}^{-4}}=4×1{0}^{5}$pa．
故答案为：240，4×10⁵，

点评 本题主要考查了功率的计算，注意先求出时间t内喷水枪所做的功即可；