Question

（18分）消防車的供水系統(tǒng)主要由水泵、輸水管道和水炮組成.如圖所示，消防水炮離地高度為，建筑物上的火點(diǎn)離地高度為，水炮與火點(diǎn)的水平距離為，水泵的功率為，整個(gè)供水系統(tǒng)的效率.假設(shè)水從水炮水平射出，不計(jì)空氣阻力，取.
（1）若,，水炮出水速度，求水炮與起火建筑物之間的水平距離；
（2）在（1）問中，若水炮每秒出水量，求水泵的功率；
（3）當(dāng)完成高層滅火后,還需要對(duì)散落在火點(diǎn)正下方地面上的燃燒物進(jìn)行滅火,將水炮豎直下移至,假設(shè)供水系統(tǒng)的效率不變,水炮出水口的橫截面積不變，水泵功率應(yīng)調(diào)整為，則應(yīng)為多大？

Answer 1

（1） （2）  （3）

試題分析：（1）根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,有   （2分）
       （2分）
聯(lián)立兩式，代入數(shù)據(jù)得：  （2分）
（2）設(shè)在時(shí)間內(nèi)出水質(zhì)量為，由功能關(guān)系得: （3分）
取，則，有： （3分）
（3）注意到高度變化后，水流速度變化，1s內(nèi)出水質(zhì)量也將變化.
設(shè)1s內(nèi)出水量為，水的密度為，速度為，水泡噴口的橫截面積為S，有：
 ，  ， ，  （2分）
聯(lián)立上述各式并代入數(shù)據(jù)得：    （1分）
 （1分）
由功能關(guān)系得：          （3分）
取，則，有：（3分）