高中机械能,高手进,高分悬赏

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/05 03:27:23
1 面积很大的水池,水深为H,水面上浮着一正方形木块,木块边长为a,密度为水的1/2,质量为m,开始时,木块静止为,有一半没入水中,先用力F将木块缓缓压到池底,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。
2 质量为m的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆周运动,拉力F为某值时,转动半径为R,当拉力逐渐减小到F/4时,物体仍做匀速圆周运动,半径为2R,则外力对物体做功的大小是( )
PS:要求有详细答案,感激不尽

1.1.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
这个过程等效于把和木块同体积的水从池底移动到表面(相当于把这部分水和木块调换一下位置)
显然,这部分水的质量m=a^3*ρ水
他的重心高度升高了:H-a
所以,池水的重力势能增加量为Ep=mg(H-a)
=a^3*ρ水*(H-a)*g
2.从开始到木块刚好完全没入水的过程中,力F所做的功.
这个过程中对木块做功的力有重力,浮力,压力F
显然,重力做功为1/2*a^3*(ρ水)/2*g*a=a^4*ρ水*g/4
(因为,木块的高度下降了a/2)
这个过程中浮力是变力,但是浮力F浮=x*a^2*ρ水*g
其中,x表示木块浸入水中的深度.
浮力虽然是变力,但是,浮力和x大小成正比,所以,浮力做功为:
-(a/2*a^2*ρ水g+a^3*ρ水*g)/2*(a/2)=-3a^4*g*ρ水/4
(就是说,浮力开始是a/2*a^2*ρ水g,当木块完全浸入水中时,浮力是a^3*ρ水*g,(a/2*a^2*ρ水g+a^3*ρ水*g)/2表示这个过程的浮力平均值.
根据动能定理,有:
WG(重力做功)+W浮力+WF=0
代人,解出,
WF(F做功)=a^4*g*ρ水/2
2.根据动能定理来做
F=mvv/r,E=1/2mvv=1/2Fr
所以可以表达前后的动能,其改变量=做功量.切不可用W=FS,因为它们不知道
答案是1/2FR-1/4FR=1/4FR,很简单吧,将其转化为动能改变量

1。增加了g*p(密度)*a^3*(h-a)
由于面积很大可以看成池水高度未变,所以相当于池底那个a立方体的水搬到原来木箱处了
2.能量守恒
f=rmv1^2;f/4=2r*m*V2^2;
W=1/2*m*V2^2-1/2*m*V1^2