回答這個問題之前,做以下準備工作：
1.要理解水柱形成過程：水被噴上去,落下來,然后穩(wěn)定.
2.空中水的體積為兩股,一股是噴上去,另一股是落下來.
3.此題有2種解決方法,一種動能,另一種勢能.原理是不考慮空氣阻力和水的粘滯阻力的影響,機械能守恒.
4.你的題目好象錯了,空中水的體積為20立方分米吧?
做好準備了嗎?
下面看解決過程：
1.對單位質量的水：1/2mv^2=mgh
得到v=10m/s
而這個動能是電機工作帶來的,取最底部一小節(jié)水,即有：
P*t=(1/2)*v^2*(S*ρ*(v*t-gt^2/2)),S是截面積,(S*ρ*v*t)是單位時間流出的質量.（微元法）
所以得到P=500w
有的答案會得到1Kw是因為速度沒有搞清楚,水上升的速度是一個勻減速的過程,故上式中的速度就好理解了,又因為水在空中是兩股,而下來的那股和電機做功完全無關,故S=V/2h=0.002平方米.水從底部完全上升到頂部需要時間是1s,得到P=(1/2)*10^2*(0.002*10^3*(10-10/2))=500w
2.這個方法簡單點:
水在最底部有動能,在最上端動能為零而勢能最大,可以把全部上升的水柱總機械能量算一下：
E=mgh=10*10*5=500J
W=E=500J
由于把這些水噴出來需要1s時間,所以電機功率P=W/t=500w