物理
一条关于机械能的物理题一面积很大的水池水深H,水面浮着一正方体木块.木块边长为a,质量为m.开始时木块静止,有一半没入水中.现用竖直向下的力F将木块缓慢地压到池底.不计摩擦,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中的过程中力F所做的功.2mg(H-a).(2)(mga)/4这题是我的作业中的一题,有参考答案,但是没有过程参考.所以我要的是这题的详细步骤,以及对每一步骤的分析.

2019-06-19

一条关于机械能的物理题
一面积很大的水池水深H,水面浮着一正方体木块.木块边长为a,质量为m.开始时木块静止,有一半没入水中.现用竖直向下的力F将木块缓慢地压到池底.不计摩擦,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中的过程中力F所做的功.
2mg(H-a).(2)(mga)/4
这题是我的作业中的一题,有参考答案,但是没有过程参考.所以我要的是这题的详细步骤,以及对每一步骤的分析.
优质解答
1.根据能量守恒原理
水能的增加就是外力做的功+木块势能的减少
因为木块浸入水中一半时平衡,所以知道,此时浮力等于木块重力,当木块全部浸入水中,此时,木块所受浮力是2倍的木块重力,木块之所以可以进入到水池底是因为他受到了外力,外力的大小等于木块的重力.由于木块的位移是(H-a),所以,外力做的功=mg(H-a),又因为,木块势能减少了mg(H-a),所以,池子力的水增加势能为2mg(H-a).
2.这一问属于匀变速的力做功问题
外力F在作用到木块的一瞬间大小为0,当木块刚刚完全浸入到水中是F=mg,因为木块是被慢慢的匀速的按入水中,所以,浮力随着浸入木块的体积的慢慢增大而增大,外力F也随着匀速增大,直至等于mg,对于这种情况,当我们用 W=FS计算时,F要取F初与F末的平均值,即(0+mg)/2=mg/2
所以,外力F做功为
W=FS=(mg/2)*(a/2)=mga/4
1.根据能量守恒原理
水能的增加就是外力做的功+木块势能的减少
因为木块浸入水中一半时平衡,所以知道,此时浮力等于木块重力,当木块全部浸入水中,此时,木块所受浮力是2倍的木块重力,木块之所以可以进入到水池底是因为他受到了外力,外力的大小等于木块的重力.由于木块的位移是(H-a),所以,外力做的功=mg(H-a),又因为,木块势能减少了mg(H-a),所以,池子力的水增加势能为2mg(H-a).
2.这一问属于匀变速的力做功问题
外力F在作用到木块的一瞬间大小为0,当木块刚刚完全浸入到水中是F=mg,因为木块是被慢慢的匀速的按入水中,所以,浮力随着浸入木块的体积的慢慢增大而增大,外力F也随着匀速增大,直至等于mg,对于这种情况,当我们用 W=FS计算时,F要取F初与F末的平均值,即(0+mg)/2=mg/2
所以,外力F做功为
W=FS=(mg/2)*(a/2)=mga/4
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