高中物理专题汇编微元法解决物理试题(一)含解析.pdfVIP

高中物理专题汇编微元法解决物理试题 ( 一) 含解析 一、微元法解决物理试题 1．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 3 3 ） 1 × 10kg/m A ．0.15Pa B．0.54Pa C．1.5Pa D．5.1Pa 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 由于是估算压强，所以不计雨滴的重力。设雨滴受到支持面的平均作用力为 F。设在 △ t 时 间内有质量为 △ m 的雨水的速度由 v=12m/s 减为零。以向上为正方向，对这部分雨水应用 动量定理有 F t 0 mv mv 得到 m F v t 设水杯横截面积为 S，对水杯里的雨水，在 △t 时间内水面上升 △ h，则有 m S h h F = Sv t 所以有压强 3 F h 3 45 10 P v 10 12 Pa 0.15Pa S t 3600 即睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强为 0.15Pa。 故 A 正确， BCD错误。 故选 A 。 2 ． “水上飞人表演 ”是近几年来观赏性较高的水上表演项目之一，其原理是利用脚上喷水装 置产生的反冲动力，使表演者在水面之上腾空而起。同时能在空中完成各种特技动作，如 图甲所示。为简化问题。将表演者和装备与竖直软水管看成分离的两部分。如图乙所示。 M S ρ 已知表演者及空中装备的总质量为 ，竖直软水管的横截面积为 ，水的密度为 ，重力 加速度为 g 。若水流竖直向上喷出，与表演者按触后能以原速率反向弹回，要保持表演者 在空中静止，软水管的出水速度至少为（ ） 2 Mg Mg Mg Mg A ． B． C． D． S S 2 S 4 S 【答案】C 【解析】 【详解】 设出水速度为 v ，则极短的时间 t 内，出水的质量为 m Svt 速度由竖起向上的 v 的变为竖起向下的 v ，表演者能静止在空中，由平衡条件可知表演者 及空中装备受到水的作用力为