题目内容

【题目】如图所示,质量为M=10.0kg的小车在光滑水平面上以v1=4m/s速度向右运动,一人背靠竖直墙壁为避免小车撞向自己,拿起水枪以v2=8.0m/s的水平速度将一股水流自右向左射向小车后壁,射到车壁的水全部流入车厢内,忽略空气阻力,已知水枪的水流流量恒为Q=5.0×10-5m3/s(单位时间内流过横截面的水流体积),水的密度为ρ=1.0×103kg/m3,不计空气阻力。求:

(1)经多长时间可使小车速度与原来等大反向?

(2)小车速度减为零之后保持不动,此人继续持水枪冲击小车,问小车受到的水对它的水平作用力有多大?

【答案】(1)400s;(2)0.4N

【解析】

(1)取水平向右为正方向,由于水平面光滑,经时间,流入车内的水的质量为,则

对车和水流,在水平方向没有外力,系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得

代入数据解得

(2)设时间内,水的体积为,质量为,则

设小车队水流的水平作用力为,根据动量定理得

代入数据由解得

根据牛顿第三定律,水流对小车的平均作用力为

练习册系列答案
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【题目】测量分子的直径有很多方法,除一些有机物质的大分子除外,多数分子大小的数量级为1010m。在用油膜法估测分子大小的实验中,具体操作如下:

①取油酸0.1mL注入250mL的容量瓶内,然后向瓶中加入酒精,直到液面达到

250mL的刻度为止,摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸酒精溶液;

②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止,恰好共滴了100滴;

③在边长约40cm的浅盘内注入约2cm深的水,将细石膏粉均匀地撒在水面上,再用滴管吸取油酸酒精溶液,轻轻地向水面滴一滴溶液,酒精挥发后,油酸在水面上尽可能地散开,形成一层油膜,膜上没有石膏粉,可以清楚地看出油膜轮廓;

④待油膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上绘出油膜的形状;

⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上。算出完整的方格有56个,大于半格的有14个,小于半格的有12个。

(1)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的科学依据是(____)

A.将油膜看成单层油酸分子铺成的

B.不考虑各油酸分子间的间隙

C.考虑了各油酸分子间的间隙

D.将油酸分子看成球形

(2)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为________m3,膜面积为________m2,求得的油膜分子直径为_________m。(结果全部保留两位有效数字)

(3)某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较,数据偏大,可能是由于(____)

A.油酸未完全散开

B.油酸中含有大量的酒精

C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格

D.求每滴溶液体积时,1mL的溶液的滴数多记了10滴

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