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为清除井底的污泥,用缆绳将抓斗放入井底,抓起污泥后提出井口(如图1—3—5所示)。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的速率从抓斗缝隙中漏掉。现将抓起污泥的抓斗提
为清除井底的污泥,用缆绳将抓斗放入井底,抓起污泥后提出井口(如图1—3—5所示)。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的速率从抓斗缝隙中漏掉。现将抓起污泥的抓斗提
admin
2021-11-09
63
问题
为清除井底的污泥,用缆绳将抓斗放入井底,抓起污泥后提出井口(如图1—3—5所示)。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的速率从抓斗缝隙中漏掉。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,m,N,s,J分别表示米,牛,秒,焦。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
作x轴如图1—3—12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(30一x)N,污泥的重力2000一[*]x.20(N),即 f(x)=400+50(30一x)+2000一[*], 于是 W=∫
0
30
(3900一[*]x)dx=3900x-[*]x
2
|
0
30
=91500(J)。 [*]
解析
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考研数学二
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