公园里有一人工喷泉,是用水泵在水面处将水高速竖直向上喷出形成的.已知水泵功率为P,喷口横截面积为S,水的密度为ρ,不计一切阻力,则在喷口处水的速度大小为______;在空中喷泉水的质量为______.

问题描述:

公园里有一人工喷泉,是用水泵在水面处将水高速竖直向上喷出形成的.已知水泵功率为P,喷口横截面积为S,水的密度为ρ,不计一切阻力,则在喷口处水的速度大小为______;在空中喷泉水的质量为______.

水喷出后做竖直上抛运动,设速度为v,由能量守恒定律得:
pt=

1
2
mv2
水的质量:m=ρsvt,
解得:v3
2p
ρs

v=
3
2p
ρs

水的质量:m=ρsvt=ρsv
v
g
=
2
g
3 4p2ρs

故答案为:
3
2p
ρs
2
g
3 4p2ρs

答案解析:水泵做功转化为水的动能,水喷出后做竖直上抛运动,应用能量守恒定律可以求出水的速度,从而可求水的质量.
考试点:竖直上抛运动.
知识点:本题的关键水泵做功转化为水的动能,用能量守恒定律可正确解题.