22.(13分)一个圆柱形的竖直的井里存有一定量的水,井的侧面和底部是密闭的,在井中固定地插着一根两端开口的薄壁圆管,管和井共轴,管下端未触及井底,在圆管内有一不漏气的活塞,它可沿圆管上下滑动,开始时,管内外水面相齐,且活塞恰好触及水面,如图所示,现用卷扬机通过绳子对活塞施加一个向上的力F,使活塞缓慢向上移动,已知管筒半径r=0.100m,井的半径R=2r,水的密度ρ=1.00×103Kg/m3,大气压强为P0=1.00×103Pa,求活塞上升H=9.00m的过程中拉力F所做的功。(井和管在水面以上及水面以下的部分足够长,不计活塞质量,不计摩擦,重力加速度g=10m/s2)。
- 答案