问题 填空题

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

1
2
,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______.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______.

答案

漂浮时水对木块作用力的合力等于物体的重力,即为mg.

开始时,FgVg

1
2
V=G=mg,

∴ρg

1
2
V=mg

  ρa3=2m,

木块完全浸没后的浮力F浮1′=ρgV′=ρgVga3=2mg 

∴手对木块的压力F=F′-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,

故△E=W+E=2mg(H-a).

故答案为:mg,2mg(H-a).

解答题
多项选择题