为清除井底的污泥,用缆绳将抓斗放人井底,抓起污泥后提出井口(见图),已知井深30m,抓斗自重400N,缆绳每米重50N,抓斗抓起的污泥重2000N,提升速度为3m/s,在提升过程中,污泥以20N/s的速度从抓斗缝隙中漏掉,现将抓起污泥的抓斗提升至井口,问克

admin2019-04-17  29

问题 为清除井底的污泥,用缆绳将抓斗放人井底,抓起污泥后提出井口(见图),已知井深30m,抓斗自重400N,缆绳每米重50N,抓斗抓起的污泥重2000N,提升速度为3m/s,在提升过程中,污泥以20N/s的速度从抓斗缝隙中漏掉,现将抓起污泥的抓斗提升至井口,问克服重力需做多少焦耳的功?(说明:①1N×1m=1J;其中m,N,S,J分别表示米,牛顿,秒,焦耳;②抓斗的高度及位于井口上方的缆绳长度忽略不计。)

选项

答案建立坐标轴如图所示,将抓起污泥的抓斗提升至井口需做功记为W,当抓斗运动到x处时,作用力f(x)包括抓斗的自重400N,缆绳的重力50(30-x)N,污泥的重力(2000-[*].20)N,即 f(x)=400+50(30-x)+2000-[*]x=3900-[*]x, 于是W=∫030(3900-[*]x)dx=3900x-[*]x2|030=117000-25500=91500J。 故克服重力需做功91500J。

解析
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