一条关于机械能的物理题

来源：百度知道 编辑：UC知道 时间：2024/06/02 06:33:54
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.

答案(1) 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.
谢谢啦~

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