Question

面積很大的水池，水深為H，水面上浮著一正方體木塊。木塊邊長為a，密度為水的1/2，質(zhì)量為m。開始時，木塊靜止，有一半沒入水中，如圖所示�，F(xiàn)用力F將木塊緩慢地壓到池底。不計摩擦。求

(1)從木塊剛好完全沒入水中到停在池底的過程中,池水勢能的改變量。

(2)從開始到木塊剛好完全沒入水的過程中，力F所做的功。

Answer 1

解：（1）圖1和圖2分別表示米塊在崗沒入水中時和到達(dá)池底時的位置，木塊從1移到2 ，相當(dāng)于是同體積 的水從2移到1 ，所以池水勢能的改變量等于這部分水在位置1和在位置2的勢能之差，因為木塊密度為水的1/2，木塊的質(zhì)量為M，所以與木塊同體積的水的質(zhì)量為2M,故池水勢能的改變量：①

       

（2）因水池面積很大，可忽略因木塊壓入水中時所引起的水深變化 。木塊剛好完全沒入水中時，圖2中原來處于化斜線區(qū)域的水被排開，后果等效于使這部分水平鋪于水面，這部分水的質(zhì)量為M，其勢能的改變量為：  ②

木塊勢能的改變量為：③    

根據(jù)功能原理，力F所作的功為： ④