面积很大的水池,水深为H,水面上浮着一正方体木块.木块边长为a,密度为水的一半,质量为m,开始时,木块静止,有一半没入水
来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/07/31 11:21:48
面积很大的水池,水深为H,水面上浮着一正方体木块.木块边长为a,密度为水的一半,质量为m,开始时,木块静止,有一半没入水中,如图所示.现用力F将木块缓慢地压到池底.不计摩擦.![](http://img.wesiedu.com/upload/3/77/377e9acf2aacf8536e1954a4857dd345.jpg)
求:
(1)从木块刚好完全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所作的功WF.
![](http://img.wesiedu.com/upload/3/77/377e9acf2aacf8536e1954a4857dd345.jpg)
求:
(1)从木块刚好完全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所作的功WF.
![面积很大的水池,水深为H,水面上浮着一正方体木块.木块边长为a,密度为水的一半,质量为m,开始时,木块静止,有一半没入水](/uploads/image/z/4302359-71-9.jpg?t=%E9%9D%A2%E7%A7%AF%E5%BE%88%E5%A4%A7%E7%9A%84%E6%B0%B4%E6%B1%A0%EF%BC%8C%E6%B0%B4%E6%B7%B1%E4%B8%BAH%EF%BC%8C%E6%B0%B4%E9%9D%A2%E4%B8%8A%E6%B5%AE%E7%9D%80%E4%B8%80%E6%AD%A3%E6%96%B9%E4%BD%93%E6%9C%A8%E5%9D%97%EF%BC%8E%E6%9C%A8%E5%9D%97%E8%BE%B9%E9%95%BF%E4%B8%BAa%EF%BC%8C%E5%AF%86%E5%BA%A6%E4%B8%BA%E6%B0%B4%E7%9A%84%E4%B8%80%E5%8D%8A%EF%BC%8C%E8%B4%A8%E9%87%8F%E4%B8%BAm%EF%BC%8C%E5%BC%80%E5%A7%8B%E6%97%B6%EF%BC%8C%E6%9C%A8%E5%9D%97%E9%9D%99%E6%AD%A2%EF%BC%8C%E6%9C%89%E4%B8%80%E5%8D%8A%E6%B2%A1%E5%85%A5%E6%B0%B4)
(1)由于池水面积很大,故有在木块从开始到刚好没入水中的过程中,水面上升的高度可不计,即木块刚好没入水中时,水的深度可以认为还是H.
![](http://img.wesiedu.com/upload/1/d9/1d915afe0940f4d16bcd6081ffd741c6.jpg)
木块完全浸没后水增加的机械能为:mg•
3
4a
从木块刚没入水中到压到池底过程,水的机械能增加为:2mg•(H-a)
因此从用力压木块到完全沉入池底过程中,水池的水机械能增加为:mg•
3
4a+2mg•(H-a)=2mg(H-
5a
8).
故从木块刚好完全没入水中到停在池底的过程中,池水势能的改变量为2mg(H-
5a
8).
(2)在木块完全浸没过程中,木块的重力势能变化为
△Ep1=−mg
a
2
上式负号表示势能减少,水的重力势能变化可理解为,木块一半体积的水上移至水面上,这部分水质量为m,上升高度为
3a
4,故水的重力势能变化为
△Ep2=mg
3a
4
由功能关系知
WF=△Ep1+△Ep2=
mga
4
故从开始到木块刚好完全没入水的过程中,力F所作的功WF为
mga
4.
![](http://img.wesiedu.com/upload/1/d9/1d915afe0940f4d16bcd6081ffd741c6.jpg)
木块完全浸没后水增加的机械能为:mg•
3
4a
从木块刚没入水中到压到池底过程,水的机械能增加为:2mg•(H-a)
因此从用力压木块到完全沉入池底过程中,水池的水机械能增加为:mg•
3
4a+2mg•(H-a)=2mg(H-
5a
8).
故从木块刚好完全没入水中到停在池底的过程中,池水势能的改变量为2mg(H-
5a
8).
(2)在木块完全浸没过程中,木块的重力势能变化为
△Ep1=−mg
a
2
上式负号表示势能减少,水的重力势能变化可理解为,木块一半体积的水上移至水面上,这部分水质量为m,上升高度为
3a
4,故水的重力势能变化为
△Ep2=mg
3a
4
由功能关系知
WF=△Ep1+△Ep2=
mga
4
故从开始到木块刚好完全没入水的过程中,力F所作的功WF为
mga
4.
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