shanzi110
幼苗
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你已经有答案了,我就说一下思路吧:
1、木块重力势能的减少量,只差个高度就可以求出.木块的密度是水的一半,所以刚开始浮在水面上时,只有一半体积没于水中.人按木块入水时,木块一边下降,水一边上升,最后全没于水中.在这个过程中,木块下降的"体积"等于水上升的"体积",直到木块全没于水的那一刻.利用这个等量可列出方程,计算出木块下降的高度,这样就可以进一步计算出木块减少的势能;
2、力F是个变量,它与木块下降的体积成正比;又因为木块底面积已定,所以F与木块下降的距离成正比,最小值是0,最大值是木块的重力(因为木块密度是水的一半,浮于水面时的浮力是全淹没时浮力的一半),所以F所做的功就等于F的平均值(即F/2)乗以木块下降的距离.
3、根据能量守恒,力F做的功加上木块势能的减少量,等于水增加的势能,所以把前两部的结果加起来就可以了
1年前
追问
7
nffyyhtg
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麻烦看一下第一小问求木块下降的高度这样对不对: 设木块下降h时恰好被水淹没,得到方程:h+h/2=a/2 解得h=a/3 ......
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shanzi110
如图,假设木块下降h,则水上升a/2-h
木块的底面积:a*a 水的截面积:(2a)^2-a^2
让两个体积相等,则 a^*h=(a/2-h)*[(2a)^2-a^2]
解方程,得:h=3a/8
势能的减少=重力*下降高度
=密度*体积*g*h
=(ρ/2)*g*a^3*3a/8
=3ρga^4/16