分析 由圓柱形木塊的底面積是圓柱形容器底面積的一半,從靜止狀態(tài)到木塊剛好沒入水面,此階段,浮力增量是變化的,由于呈線性變化,故可取其中間值作為平均值,計算做功;第二階段,從剛好沒入水面到到達容器底部,壓力不變,根據(jù)功的定義求出壓力做功,二者之和即為結(jié)果.
解答 解:初始狀態(tài)如圖所示:
受壓力F作用,剛開始浸入的過程中,壓力等于浮力增量,且逐漸增大;
由于;圓柱形木塊的底面積是圓柱形容器底面積的一半,則下壓x深度,水面就上升x高度,
壓力即浮力增量:F=△F浮=ρ×2x×h2g=2ρgxh2
當x=h4時,木塊剛好全部浸入水中,如圖所示
此時壓力:F=\frac{ρg{h}^{3}}{2} ①
這一階段由于壓力即浮力增量是隨x線性增加的,故可以對這一階段的壓力取平均值:\overline{F}=\frac{F}{2}=\frac{ρg{h}^{3}}{4}
此階段壓力做功:{W}_{1}=\overline{F}•\frac{h}{4} ②
之后為第二階段運動,壓力不變,始終為:F=\frac{ρg{h}^{3}}{2},直至把木塊壓至容器底部,壓力作用距離:s=2h-\frac{h}{2}-\frac{h}{4}═\frac{5}{4}h ③
第二階段壓力做功:W2=Fs ④
壓力在該過程中所作的功:W=W1+W2 ⑤
聯(lián)立①②③④⑤式得:W=\frac{11ρg{h}^{4}}{16}
答:壓力在該過程中所作的功為\frac{11ρg{h}^{4}}{16}.
點評 本題主要考查了恒力和變力做功的求法,特別要注意本題中浮力也做功,不能忽略,難度適中.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 25 m、25 m | B. | 65 m、25 m | C. | 25 m、-25 m | D. | 65 m、-25 m |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 并聯(lián)一個約0.2Ω的電阻 | B. | 并聯(lián)一個2400Ω的電阻 | ||
C. | 串聯(lián)一個2400Ω的電阻 | D. | 串聯(lián)一個約0.2Ω的電阻 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 燈與控制它的開關(guān)是并聯(lián)的,與插座是串聯(lián)的 | |
B. | 使用測電筆時,不能用手接觸到筆尾的金屬體 | |
C. | 電路中電流過大的原因之一是使用的電器總功率過大 | |
D. | 增加大功率用電器時,電路總電流減小,電路更加安全 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | A受到摩擦力方向水平向左 | B. | A、B之間無摩擦 | ||
C. | B與地面之間可能無摩擦力 | D. | B與地面之間摩擦力方向水平向右 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 這個電場可能是負電荷的電場 | |
B. | 點電荷在A點受到的靜電力比在B點受到的靜電力大 | |
C. | 點電荷在A點的瞬時加速度比在B點的瞬時加速度小 | |
D. | 負電荷在B點受到靜電力的方向沿B點場強的方向 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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