从10 m井中,用1Kg的桶将10Kg的水匀速上提,水桶漏水每升高1m漏0.2Kg水,则把水桶提上做多少功

问题描述:

从10 m井中,用1Kg的桶将10Kg的水匀速上提,水桶漏水每升高1m漏0.2Kg水,则把水桶提上做多少功

绳子的重量忽略不记吗?

980J

用微元法分析:设在距井底x处再提升dx距离做功dW,由题意有:
dW=[(1+10)g-0.2xg]dx
x的变化从0到10,所以积分上下限为0和10,得到:
W=∫[(1+10)g-0.2xg]dx=(10+1)g×10-0.1g×10^2=100g=980J

水桶在匀速上提的过程中,加速度为0,拉力和重力平衡,,桶重力随位置的变化关系为 G=mg-αgy 其中α=0.2kg/m, 人对水桶的拉力的功为 W=∫(mg-αgy)dy(上下限分别是10和0)。最终W算出为882J