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12,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,求(1)从开始到木块刚好完全没入水的过程中,力F所做的功.(2)若将该木块放在底面为正方形(边长为2a)的盛水足够深的长方体容器中,开始时,木块静止,有一半没入水中,如图所示,现用力F将木块缓慢地压到容器底部,不计摩擦.求从开始到木块刚好完全没入水的过程中,容器中水势能的改变量.

问题描述:

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

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,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,求

(1)从开始到木块刚好完全没入水的过程中,力F所做的功.
(2)若将该木块放在底面为正方形(边长为
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a)的盛水足够深的长方体容器中,开始时,木块静止,有一半没入水中,如图所示,现用力F将木块缓慢地压到容器底部,不计摩擦.求从开始到木块刚好完全没入水的过程中,容器中水势能的改变量.

(1)因水池面积很大,可忽略因木块压入水中所引起的水深变化,木块刚好完全没入水中时,图中原来处于划斜线区域的水被排开,结果等效于使这部分水平铺于水面,这部分水的质量为m,其势能的改变量为:△E水1=mgH−m...
答案解析:(1)根据功能关系,力对木块做的功等于木块与水系统势能的增加量;
(2)木块下降到池底,等效成有一个与木块同体积的水块与木块位置互换,根据重力势能的表达式求解.
考试点:功的计算;重力势能;功能关系.


知识点:本题关键是分析清楚木块和水的运动情况,然后根据功能关系列式求解.