小明在天府广场玩时，对广场的音乐喷泉产生了浓厚的兴趣，于是他在爸爸的帮助下在自家花园的水池中，也设计并安装了三套喷泉装置，分别为甲、乙、丙，如图所示．每套装置均由一台

Question

小明在天府广场玩时，对广场的音乐喷泉产生了浓厚的兴趣，于是他在爸爸的帮助下在自家花园的水池中，也设计并安装了三套喷泉装置，分别为甲、乙、丙，如图所示．每套装置均由一台电动机带动一台小水泵工作来喷水．已知喷水高度跟喷嘴水流速度的平方成正比，为了使三个喷嘴喷水高度不同，所以他在三个水泵的出水处分别安装了不同的喷嘴，其出水口横截面积分别为S_甲=3cm²，S_乙=2cm²，S_丙=1cm²．当三套设备都正常工作时还保证了喷嘴喷出的水流量均为1dm³/s（即每秒内从喷嘴喷出的水的体积为1dm³）．现就小明设计安装的喷泉装置回答以下问题（不考虑空气阻力）：
（1）喷出的水由于______能够继续升高；水在上升过程中的能量转化形式是______；
（2）甲、乙、丙三个喷嘴喷水高度之比为h_甲：h_乙：h_丙=______；
（3）若丙喷嘴喷水高度达到5m，则丙喷嘴处，水的压强为______Pa；
（4）此时丙装置系统1min对水做的功为______J，若不考虑能量损失，则带动丙水泵工作的电动机的功率应为______W．

Answer 1

（1）一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质，喷泉喷出的水由于惯性能够继续升高．在上升过程中动能转化为重力势能．
（2）已知喷嘴喷出的水流量均为1dm³/s和其出水口横截面积，由h=(V)/(S)可得，h_甲：h_乙：h_丙=(V)/(S甲)：(V)/(S乙)：(V)/(S丙)=2：3：6；
（3）丙喷嘴处水的压强p=ρgh=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×5m=4.9×10⁴Pa；
（4）由喷嘴喷出的水流量均为1dm³/s，可得V_水=1dm³/s×60s=60dm³=6×10^-2m³，
由ρ=(m)/(V)可得，m_水=ρ_水V_水=1.0×10³kg/m³×6×10^-2m³=60kg，
G=m_水g=60kg×9.8N/kg=588N，
此时丙装置系统1min对水做的功W=Gh=588N×5m=2940J，
带动丙水泵工作的电动机的功率P=(W)/(t)=(2940J)/(60s)=49W．
故答案为：（1）惯性；动能转化为重力势能；（2）2：3：6；（3）4.9×10⁴；（4）2940；49．