水以20米3/分的速度流入一圆锥形容器,设容器深30米,上底直径12米,试求当水深10米时,水面上升的速度.

问题描述:

水以20米3/分的速度流入一圆锥形容器,设容器深30米,上底直径12米,试求当水深10米时,水面上升的速度.

设容器中水的体积在t分钟时为V,水深为h则V=20t
又V=

1
3
πr2h
由图知
r
h
6
30

∴r=
1
5
h

∴V=
1
3
π•(
1
5
)2•h3=
π
75
h3
∴20t=
π
75
h3
∴h=
3
1500
π
t
 
于是h′=
3
1500
π
• 
1
3
t
2
3

当h=10时,t=
2
3
π,
此时h′=
5
π

∴当h=10米时,水面上升速度为
5
π
米/分.
答案解析:利用平行线分线段成比例定理得到水面的半径与水高的关系;利用圆锥的体积公式求出水深与时间的函数关系;对水深求导数即为水上升的速度.
考试点:实际问题中导数的意义;棱柱、棱锥、棱台的体积.
知识点:本题考查圆锥的体积公式、平行线分线段成比例定理、对水深求导即为水上升的速度.