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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
1
2
,质量为m.开始时,木块静止,有一半没入水中,如图所示.现用力将木块缓慢地压到池底,在这一过程中(  )
分析:漂浮时受到的浮力等于物体的重力,利用阿基米德原理求出物体受到的浮力;利用力的平衡求出手对物块的压力;压力等于物块完全浸没时受到的浮力与物块重力之差,压力F做的功等于压力与物块下移距离的乘积.
解答:解:木块的机械能等于其动能与重力势能之和,由于木块缓慢压到池底,所以木块的动能不变,而重力势能减小.即为mg(H-
a
2
)
.故A正确;
当木块被压到池底时,水位上升.因而水的机械能增加,故B错误;
从刚开始到木块完全没入水中过程,∵FgVg
1
2
V=G=mg,
∴ρg
1
2
V=mg
则有:ρa3=2m,
木块完全浸没后水增加的机械能为:mg?
3
4
a

从木块刚没入水中到压到池底过程,水的机械能增加为:2mg?(H-a)
因此从用力压木块到完全沉入池底过程中,水池的水机械能增加为:mg?
3
4
a
+2mg?(H-a)=2mg(H-
5a
8
)

故BC均错误,D正确;
故选:AD
点评:本题考查利用阿基米德原理求物体密度和浮力的问题以及功的计算,本题的关键是物块完全浸没后受力的分析,重点是各个公式及其变形的应用.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

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,密度为水的一半,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的过程中,力F所作的功WF

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2010?上海二模)如图所示,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,密度为水的密度的
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,质量为m.开始时,木块静止,有一半没入水中,此时水对木块作用力的合力为
mg
mg
.现用力将木块缓慢地压到池底,不计摩擦,木块从刚好完全浸入水中到停在池底的过程,池水势能的改变量为
2mg(H-a)
2mg(H-a)

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科目:高中物理 来源: 题型:

面积很大的水池,水深为H,水面上浮着一正方体木块,边长为a,密度为水的密度的,质量为m.开始时,木块静止,有一半没入水中,如图7-3所示.现用力F将木块缓慢压到池底,不计摩擦,求从开始压木块到木块刚好被压到池底的过程中,力F对木块所做的功.

图7-3

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科目:高中物理 来源: 题型:

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,质量为m.开始时,木块静止,有一半没入水中,如图7-5-11所示.现用力F将木块缓慢地压到池底,不计摩擦,求:

7-5-11

(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.

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