一次扑灭森林火灾的行动中,一架专用直升机载有足量的水悬停在火场上空320m高处,机身可绕旋翼轴原地旋转,机身下出水管可以从水平方向到竖直向下方向旋转90°,水流喷出速度为30m/s,不计空气阻力,取g=10m/s2.请估算能扑灭地面上火灾的面积.

问题描述:

一次扑灭森林火灾的行动中,一架专用直升机载有足量的水悬停在火场上空320m高处,机身可绕旋翼轴原地旋转,机身下出水管可以从水平方向到竖直向下方向旋转90°,水流喷出速度为30m/s,不计空气阻力,取g=10m/s2.请估算能扑灭地面上火灾的面积.

已知h=300m,v0=30m/s,
当水流沿水平方向射出时,在水平地面上落点最远,由平抛规律:
竖直方向上  h=

1
2
gt2
水平方向上  x=v0t,
解得x=v0
2h
g
=240m,
由于水管可在竖直方向和水平方向旋转,所以灭火面积是半径为x的圆面积S=πx2=3.14×2402m2=1.81×105m2
答:能扑灭地面上火灾的面积为1.81×105m2
答案解析:喷出的水做平抛运动,根据高度求出平抛运动的时间,从而求出喷水的水平位移,由于机身可绕旋翼轴原地旋转,所以喷水的范围是以平抛运动的水平位移为半径的一个圆.
考试点:平抛运动.
知识点:解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,知道平抛运动的时间由高度决定,高度和初速度共同决定水平位移.