问题 计算题

某景观喷泉的喷射装置截面图如图所示,它由竖直进水管和均匀分布在同一水平面上的N个喷嘴组成,喷嘴的横截面积均相同,与进水管中心的距离均为r,离水面的高度为h。水泵启动后,水从水池压到喷嘴并沿径向水平喷出,在水池面上的落点与进水管中心的水平距离为R。已知水泵的输出功率恒为P,水的密度为ρ,重力加速度为g,忽略水泵到水面的距离,不计水进入水泵时的速度以及水在管道和空中运动时的机械能损失。求:

(1)水从喷嘴喷出时的速率v;

(2)在水从喷嘴喷出到落入水池面的时间内,水泵对水做的功W和输送水的总质量m;

(3)每个喷嘴的横截面积S0

答案

(1)v=(R-r) (2)m= (3)

题目分析:(1)水从喷嘴喷出后做平抛运动,由平抛运动规律有

R-r=vt

H=gt2/2

由①②式得

v=(R-r) 

(2)在t时间内,水泵对水做的功

W="Pt"

由②④式得

w=P  

由动能定理有

w-mgh=mv2/2        

由③⑤⑥式得

m= 

(3)在t时间内,依题意有 m=NρS0vt

由①⑦⑧式得

S0=  

选择题
单项选择题