解答题
一容器的内侧是由图中曲线绕y轴旋转一周而成的曲面,该曲面由x
2
+y
2
=2y(y≥
),x
2
+y
2
=1(y≤
问答题
求容器的容积;
【正确答案】
【答案解析】
[解] 方法一:直接求体积
由题意可得曲线的方程可表示为
由旋转体体积公式得
方法二:利用对称性
由于容器是对称的,求旋转体体积时可以只求-1≤y≤
的部分.
当-1≤y≤
时,曲线方程可表示为
由旋转体体积公式得
问答题
若将容器内的水从容器顶部全部抽出,至少需要做多少功?
(长度单位为m;重力加速度为gm/s
2
;水的密度为10
3
kg/m
3
)
【正确答案】
【答案解析】
采用微元法
取微元Δy,对于任意区间[y,y+dy]对应水的体积微元为πf
2
(y)dy,水的质量微元为ρgπf
2
(y)dy(ρ为水的密度),其升高的距离为dy=2-y,需要做的功为
dW=ρgπf
2
(y)(2-y)dy
故抽出全部水所需要做的功为
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