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关于横截面积
喷泉的水可以想成是两部分 一部分上升一部分下降 上升的可以理想化成一个圆柱 横截面积是S高度是h 然后上升和下降两部分因为都是只受重力 所以两部分的水的体积是一样的 然后各是二分之一 所以S就是0.5的v除以h,即V╱2h
但我看答案下面是4h 哪里错了呢 非常感谢


IP属地:上海来自Android客户端1楼2024-11-15 17:29回复
    再怎么理想化也不可能是圆柱


    IP属地:安徽来自iPhone客户端2楼2024-11-15 17:40
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      应该怎么想呀😨 科大大佬🤗🙏🙏🙏


      IP属地:上海来自Android客户端3楼2024-11-15 17:48
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        这题抽象的点在于“体积”这个东西。
        我们考虑一串质点以一定的时间间隔连续以相同的初速度上抛,那么你会发现上面的质点会密一些,下面的质点会疏一些。如果我们用水柱模型,也就是喷泉喷出来的是圆柱,那么某一小段水柱在上升过程中,由于上端速度小,下端速度大,就被“压缩”了。一般认为水的体积不会压缩,现实里的的喷泉也不是喷水柱出来,而是一个一个的水滴喷出来。由于水柱模型存在一点问题,那我们就摒弃掉这个方法,采用更“物理”的方式。
        假设体积不压缩,每个水滴喷出时的初速度为v,那么t秒就有长度为vt、体积为vtS的水柱被喷出来,我们考虑一个水滴从喷出到落地的时间为t0,那么这段时间内喷泉喷出的液体的体积就正好等于V。因此V=vSt0。接下来算vt0即可。这是一个简单的匀加速直线运动的问题,用作v-t图的方法很快就可以得知vt0=4h。因此V=4hS


        IP属地:江苏来自Android客户端5楼2024-11-15 17:59
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          由于流量守恒(每秒出水量 = 每秒回收量),即 Sv₀ = V/T
          然后通过上抛运动公式,由升限 h 推得
          喷泉的上抛初速 v₀=√(2gh),
          滞空的往返周期 T=√(8h/g),
          联立求出 S=V/(v₀T)=V/4h,
          若你的答案大于这一数值,则意味着“出水效率快于回收效率”,会有越来越多的水来不及回收而外溢浪费,你将喷泉视作均匀水柱的观点站不住脚


          IP属地:广东来自Android客户端6楼2024-11-15 18:21
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            水不是圆柱 不能用底面积×高算体积的,越往上越粗的,任意一个面的水流量是一定的


            IP属地:湖南来自Android客户端7楼2024-11-15 23:25
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              液体单位时间内的体积流量为Q=vS,空中水柱上升时间为h=1/2gt^2,t=√2h/g,在空中运动的总时间为t总=2√2h/g,故最低点速度为v=√2gh,空中水的总体积V=Qt总=√2gh*S*2√(2h/g),故S*4h=V,S=V/4h


              IP属地:浙江8楼2024-11-17 08:49
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