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以数明理,巧妙解题

[大学生物理实验论文]    有些物理习题借助数列知识,虽然繁琐,但是却能够利用推导得出的结论,指导用简捷的物理方法进行解题。
    例1 某人从深为h的井中,用质量M0的桶盛有质量M的水匀速地往上提,由于水桶不断均匀地滴水,提到井口漏出水的质量为M,求把这桶水提上来要做多少功?
    数学解法:用等差数列解。解该题的关键是先求出对漏出的水做了多少功。由题意知,水是均匀滴出的,假设提到井口总共漏出n(n→∞)滴,则每滴水的质量为M
    = ,与滴出的每滴水对应的高度分别为 、 、 、…,所以
    对第一滴水做的功为 W1= =
    对第二滴水做的功为  W2= =
    对第三滴水做的功为  W3= =
    …
    对第n滴水做的功为    Wn= =
    求出此等差数列的前n项和,就是对漏出的水做的总功W,则
    W=
    = · = mgh(1+ )
    令n→∞,所以,W=   ①
    ①式说明,从桶中漏出的水,相当于其重心被提高了,这是用物理方法解题时常用到的一个结论。
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