如图所示,面积较大的水池内水深为H,水面上浮着一边长为a、质量为m的正方体物块,物块的一半体积浸在水中.现用力将木块缓慢地压入水中直到池底,则从木块刚好浸没水中开始到

发布时间:2020-07-28 23:26:47

如图所示,面积较大的水池内水深为H,水面上浮着一边长为a、质量为m的正方体物块,物块的一半体积浸在水中.现用力将木块缓慢地压入水中直到池底,则从木块刚好浸没水中开始到最终压在池底的过程中,池中水的能量增加了A.2mg(H-a)B.mg(H-a)C.mg(H-)D.2mg(H-)

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A

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A解析分析: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:F浮=ρ水gV排=ρ水gV物=G=mg,∴ρ水gV物=mgρ水a3=2m,木块完全浸没后的浮力F浮1′=ρ水gV排′=ρ水gV物=ρ水ga3=2mg∴手对木块的压力F=F浮′-G=2mg-mg=mg木块下移距离h=H-a压力F做的功W=Fh=mg(H-a),同时木块由水面下降了H-a,所以势能减少了E=mg( H-a),由此分析可知:压力F对木块做的功和木块下降减少的能量全部用于增加池中水的能量,所以△E=W+E=2mg(H-a).故选A.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.
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