(2010•上海二模)如图所示,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,密度为水的密度的[1/2

(2010•上海二模)如图所示,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,密度为水的密度的[1/2],质量为m.开始时,木块静止,有一半没入水中,此时水对木块作用力的合力为______.现用力将木块缓慢地压到池底,不计摩擦,木块从刚好完全浸入水中到停在池底的过程,池水势能的改变量为______.
战何 1年前 已收到1个回答 举报

寒寞 幼苗

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解题思路:漂浮时水对木块作用力的合力等于物体的重力.利用阿基米德原理求出物体受到的浮力;利用力的平衡求出手对物块的压力;压力等于物块完全浸没时受到的浮力与物块重力之差,压力F做的功等于压力与物块下移距离的乘积.根据功能关系求解池水势能的改变量.

漂浮时水对木块作用力的合力等于物体的重力,即为mg.
开始时,FgVg[1/2]V=G=mg,
∴ρg[1/2]V=mg
ρa3=2m,
木块完全浸没后的浮力F浮1′=ρgV′=ρgVga3=2mg
∴手对木块的压力F=F′-G=2mg-mg=mg
木块下移距离h=H-a
压力F做的功W=Fh=mg(H-a),
同时木块由水面下降了H-a,所以势能减少了E=mg( H-a),
由此分析可知:压力F对木块做的功和木块下降减少的能量全部用于增加池中水的能量,
故△E=W+E=2mg(H-a).
故答案为:mg,2mg(H-a).

点评:
本题考点: 机械能守恒定律.

考点点评: 本题考查利用阿基米德原理求物体密度和浮力的问题以及功的计算,本题的关键是物块完全浸没后受力的分析,重点是各个公式及其变形的应用.

1年前

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