问题 问答题

如图所示,圆柱形水箱高2m、容积10m3,水箱底部接通水管A,顶部接通水管B.开始时箱中无水,若仅用A管或仅用B管缓慢地将水注入,直到水箱中水满为止.设外界待注入的水开始时均与箱底等高,问这两种情况下外界所做的功分别是多少?它们是否相等?(g=10m/s2

某同学分析过程如下:

由于整个过程是缓慢地将水注入,所以不考虑水的动能增量,外界对水所做的功只改变水的重力势能.而两种情况均为将水箱注满,因此水的重力势能改变量相同,外界所做的功相等.

问:你同意上述分析过程吗?______

若同意,按照这种分析方法求出外界所做的功;

若不同意,指明错误之处并求出你认为正确的结果.

答案

不同意.

两种情况下对水做功不同,因为用A管注水,外界所做的功使整箱水的重心升高了1m;而用B管注水,由于每部分水都要通过B管从水箱上方注入,所以对整箱水做的功等效成将水的重心升高了2m.

WA=ρgV?

H
2
=
1
2
ρgVH=
1
2
×1.0×103×10×10×2J=1×105J

WB=ρgVH=1.0×103×10×10×2J=2×105J

故答案为:不同意.正确的结果是用A管注水时外界做功为1×105J,用B管注水时外界做功为2×105J.

填空题
单项选择题 A1型题