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请教一道高一物理题

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请教一道高一物理题

一面积很大的水池水深H,上面漂浮这一边长为a、质量为m的正方体木块。开始时木块静止,有一半没入水中(如图所示)。现用竖直向下的力F将木块缓缓的压到池底,不计摩擦。问:
1.从木块刚好没入水中到停在池底的过程中池水势能的改变量。
2.从开始到木块刚好完全没入水的过程中力F所做的功。





要有具体过程,不胜感激,先谢谢了!

一面积很大的水池水深……
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好评回答
  • 2008-08-27 15:45:57
    解:貌似做过啦~~呵呵……
        第一问:因为水池的面积很大,所以木块到水底时水面升高的距离为0.这时候要看在有多少水如此木块形状的升高。注意木块浮在水面上时没入水中的那部分,最终会由水填满,这部分水的势能既是池水势能的该变量。
       Ep=(H-a/4)*((a^3)/2) *水密度*g
        
        第二问:(简单微积分,估计没学…)。题目中说木块是缓缓下压的,所以动能忽略。实际上F的作用效果排开的水的增加的势能,能量守恒。
        
        Wf=(3/8)a*水密度*g*a^3
         
                              

    魔***

    2008-08-27 15:45:57

其他答案

    2008-09-09 10:41:24
  • 第一问,答案 ρ水*a^3*g*(H-a)
    因为是求刚好没入水中到……的过程,故池水势能的改变量等于类似于木块形状的水,暂且叫水块,由底部到水面的势能改变。(木块下降,水块上升)
    而水块上升的高度变化是指重心变化。
    故从木块刚好没入水中到停在池底的过程中池水势能的改变量为:
    E=mgh=ρ水*a^3*g*(H-a)
    第二问,答案W=3mga/4
    因为是缓慢将物体从没入水中一半到木块刚好完全没入水中,这个过程中力是变化的,但因为这个浮力F大小与物体下降的位移h是线性关系,(F=mg-ρ水ahg   )故浮力做功大小等于这个过程中受到的平均浮力(F浮1+F浮2)/2  乘以位移h=a/2
    F浮1=mg  (没入一半,且静止)
     F浮2=2mg (全部没入)
    即W=3mga/4

    网***

    2008-09-09 10:41:24

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