江蘇高考物理計算題包括:
1. 一種小型火箭從地面發射后到達一定高度,然后開始下落,下落過程中受到空氣阻力作用,且空氣阻力大小隨下落速度的增大而增大,已知火箭從發射到下落至某一高度的過程中,其速度隨時間變化的圖象如圖所示。
2. 光滑水平面上有一質量為M的木塊,木塊與輕質彈簧一端相連并處于靜止狀態,彈簧另一端下面連著定滑輪,一個質量為m的小球從滑輪上滑下,不計一切摩擦,求:
(1)彈簧被壓縮到最短時的彈性勢能。
(2)小球運動到最低點時的速度大小。
以上是江蘇高考物理計算題的部分例子,僅供參考。
題目:
假設你正在設計一個過濾系統,用于從含有懸浮顆粒的污水中提取清水。過濾器由一組平行放置的細濾網組成,每個濾網都可以看作是一個理想濾網,即只允許液體通過而阻擋所有顆粒。
假設水流以恒定的流量進入過濾器,流經每個濾網并最終流出。在過濾器的入口處,懸浮液濃度為C1,顆粒大小分布為f(D);在過濾器的出口處,清水濃度為C2,且已知其流量為Q。
現在假設有一部分濾網被堵塞,使得清水無法正常流出。為了維持過濾器的穩定運行,需要向系統中注入額外的清水。為了確定需要注入多少清水,需要知道堵塞濾網的顆粒大小分布f'(D)。
問題:在過濾器入口處懸浮液濃度為C1時,需要注入多少清水才能維持過濾器的穩定運行?
這個問題涉及到流體流動和過濾系統的穩定性,需要運用流體力學和過濾理論的知識來解決。
例題解答:
首先,我們需要根據已知條件建立流體流動的數學模型。假設每個濾網的截面積為A,每個濾網的長度為L,水流速為v,清水和懸浮液的密度分別為ρ1和ρ2。
入口處:Q = A v L (C1)
出口處:C2 = (1 - f'(D)) C1 + Q A v L / A
其中Q是已知流量,C2是已知清水濃度,f'(D)是需要求解的額外清水流量。為了維持過濾器的穩定運行,我們需要找到一個解使得C2 - C1 = Q A v L / A。將這個條件代入方程中,我們得到:
f'(D) = (C2 - C1) / Q A v L