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
ρgVH=1 2
×1.0×103×10×10×2J=1×105J1 2
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.