◎ 题目

一座平顶房屋，顶的面积S=40m2．第一次连续下了t=24小时的雨，雨滴沿竖直方向以v=5.0m/s的速度落到屋顶，假定雨滴撞击屋顶的时间极短且不反弹，并立即流走．第二次气温在摄氏零下若干度，而且是下冻雨，也下了24小时，全部冻雨落到屋顶便都结成冰并留在屋顶上，测得冰层的厚度d=25mm已知两次下雨的雨量相等，冰的密度为9×102kg/m3．由以上数据可估算得第二次下的冻雨结成的冰对屋顶的压力为______N，第一次下雨过程中，雨对屋顶的撞击使整个屋顶受到的压力为______N．

◎ 答案

冰层的体积V=Sd=40m2×25mm=1m3， 冰层的质量m=ρV=0.9×103kg/m3×1m3=0.9×103kg， 冰层的重力G=mg=0.9×103kg×10N/kg=9000N， 第二次下的冻雨结成冰对屋顶的压力为9000N， 先考虑一个重力为G的物体撞击屋顶的平均撞击力f，以物体为受力物体来分析，初速度为v，末速度为v'，向下为正方向，撞击时间为△t，根据动量定理有 （G-f）= m(v′-v) △t ， f=G- m(v′-v) △t ， 对于连续下了t=24小时的雨，m=900kg，v=5m/s，v'=0，△t=24h=24×60×60s，而G，并不是G=mg=0.9×103kg×10N/kg=9000N全部同时压在屋顶，先求出每秒降到屋顶的水有 9000N 24×60×60s ，然后，求出在雨滴撞击屋顶的时间内有多少水降到屋顶，由于雨滴撞击屋顶的时间t极短， 9000N 24×60×60s ?t≈0，所以，在“雨滴撞击屋顶的时间”内降到屋顶的水的重力，可以忽略．于是雨对屋顶的撞击使整个屋顶受到的压力为 f= m(v′-v) △t = 900×5 24×60×60 =0.052N 故答案为：9000，0.052．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“一座平顶房屋，顶的面积S=40m2．第一次连续下了t=24小时的雨，雨滴沿竖直方向以v=5.0m/s的速度落到屋顶，假定雨滴撞击屋顶的时间极短且不反弹，并立即流走．第二次气温在摄氏…”主要考查了你对  【滑动摩擦力、动摩擦因数】，【力的合成】，【共点力的平衡】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。