微专题—用动量定理解决流体冲击问题习题选编
1.水刀切割具有精度高、无热变形、无毛刺、无需二次加工以及节约材料等特点,得到广泛应用。某水刀切割机床如图所示,若横截面直径为d的水流以速度v垂直射到要切割的钢板上,碰到钢板后水的速度减为零,已知水的密度为ρ,则钢板受到水的冲力大小为( )
A. B. C. D.
2.超强台风“利奇马”在2019年8月10日凌晨1点45分前后在浙江省温岭市沿海登陆,登陆时中心附近最大风力16级(52米/秒),是新中国成立之后登陆我国强度第五的超强台风,风力大,降水强度大,影响范围广,涉及到10个省区市,持续时间长,也是历史上少有的超强台风,对固定建筑物破坏程度非常巨大。请你根据所学物理知识推算固定建筑物所受风力(空气的压力)与风速(空气流动速度)大小关系,假设某一建筑物垂直风速方向的受力面积为S,
风速大小为v,空气吹到建筑物上后速度瞬间减为零,空气密度为ρ,风力F与风速大小v关系式为( )
A. B. C. D.
3.降雨量是一种重要的气象要素,它是指在一定时间内降落到地面的水层深度,单位时间内的降雨量称降雨强度.已知雨滴密度为1×103kg/m3,竖直下落的速度为8m/s,撞击玻璃后无反弹,现将一块面积为0.25m2的玻璃水平放置在室外,当降雨强度为1 mm/min时雨水对玻璃的作用力大小为( )
A.2N B.33N
C.0.033N D.3.3N
4.有一种灌浆机可以将某种涂料以速度v持续喷在墙壁上,假设涂料打在墙壁上后便完全附着在墙壁上,涂料的密度为ρ,若涂料产生的压强为p,不计涂料重力的作用,则墙壁上涂料厚度增加的速度u为( )
A. B. C. D.
5.如图所示,一个下面装有轮子的贮气瓶停放在光滑的水平地面上,瓶的底端与竖直墙壁接触.现打开右端阀门,气体向外喷出,设喷口的面积为S,气体的密度为ρ,气体向外喷出的速度为v,则气体刚喷出时贮气瓶底端对竖直墙壁的作用力大小是( )
A.ρvS10级台风 B. C. D.ρv2S
6.某城市创卫工人用高压水冲洗墙面上的广告,如图所示,若水柱截面为S,水流以速v垂直射到墙面上,之后水速减为零,已知水的密度为p,则水对墙面的冲力为( )
A. B. C. D.
7.强台风往往造成巨大灾难.2018年9月16日17时,第22号台风“山竹”强台风级在广东登陆,登陆时中心附近最大风力达,空气的密度,当这登陆的台风正对吹向一块长10m、宽4m的玻璃幕墙时,假定风遇到玻璃幕墙后速度变为零,由此可估算出台风对玻璃幕墙的冲击力F大小最接近( )
A. B. C. D.
8.我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平.若某段工作时间内,“天鲲号”的泥泵输出功率恒为,排泥量为,排泥管的横截面积为,则泥泵对排泥管内泥浆的推力为( )
A. B. C. D.
9.估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强,小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台,测得1小时内杯中水上升了45mm。查询得知,当时雨滴竖直下落速度约为12m/s。据此
估算该压强约为( )(设雨滴撞击唾莲后无反弹,不计雨滴重力,雨水的密度为1×103kg/m3)
A.0.15Pa B.0.54Pa C.1.5Pa D.5.1Pa
10.为估算雨水对伞面产生的平均撞击力,小明在大雨天将一圆柱形水杯置于露台,测得10分钟内杯中水位上升了45mm,当时雨滴竖直下落速度约为12m/s。设雨滴撞击伞面后无反弹,不计雨滴重力,雨水的密度为,伞面的面积约为0.8m2,据此估算当时雨水对伞面的平均撞击力约为( )
A.0.1N B.1.0N C.10N D.100N
11.超强台风山竹于2018年9月16日前后来到我国广东中部沿海登陆,其风力达到17级超强台风强度,风速左右,对固定建筑物破坏程度非常巨大。请你根据所学物理知识推算固定建筑物所受风力(空气的压力)与风速(空气流动速度)大小关系,假设某一建筑物垂直风速方向的受力面积为S,风速大小为v,空气吹到建筑物上后速度瞬间减为零,空气密度为ρ,风力F与风速大小v关系式为( )
A. B. C. D.
12.雨打芭蕉是我国古代文学中重要的抒情意象.为估算雨天院中芭蕉叶面上单位面积所承受的力,小玲同学将一圆柱形水杯置于院中,测得10分钟内杯中雨水上升了15mm,查询得知,当时雨滴落地速度约为10m/s,设雨滴撞击芭蕉后无反弹,不计雨滴重力,雨水的密度为1×103kg/m3,据此估算芭蕉叶面单位面积上的平均受力约为( )
A.0.25N B.0.5N C.1.5N D.2.5N
13.运动员在水上做飞行运动表演他操控喷射式悬浮飞行器将水带竖直送上来的水反转180°后向下喷出,令自己悬停在空中,如图所示.已知运动员与装备的总质量为90kg,两个喷嘴
的直径均为10cm,已知重力加速度大小g=10m/s2,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,则喷嘴处喷水的速度大约为( )
A.2.7m/s B.5.4m/s C.7.6m/s D.10.8m/s
14.如果没有空气阻力,天上的云变成雨之后落到地面,在经过一路的加速后,到达地面时的速度会达到300米/秒,这样的速度基本相当于子弹速度的一半,是非常可怕的。 由于空气
阻力的作用,雨滴经过变加速运动,最终做匀速运动,一般而言,暴雨级别的雨滴落地时的速度为8~9米/秒。 某次下暴雨时小明同学恰巧打着半径为0.5m的雨伞(假设伞面水平,雨水的平均密度为0.5kg/m3),由于下雨使小明增加撑雨伞的力最小约为( )
A.0.25N B.2.5N C.25N D.250N
15.人们射向未来深空探测器是以光压为动力的,让太阳光垂直薄膜光帆照射并全部反射,从而产生光压。设探测器在轨道上运行时,每秒每平方米获得的太阳光能E=1.5×104J,薄膜光帆的面积S=6.0×102m2,探测器的质量m=60kg,已知光子的动量的计算式,那么探测器得到的加速度大小最接近( )
A.0.001m/s2 B.0.01m/s2 C.0.0005m/s2 D.0.005m/s2
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