面积很大的水池,水深H,水面上浮着一正方体木块,木块边长为a,质量为m.密度是水的1/2,

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  • 把木和水看成一个整体,用能量守恒做.

    因为水池面积很大,所以水平面几乎没变化,木块和水池的动能也没变化.所以外加的能量和木块势能变化就是水池势能的增加量.

    因为缓慢压入,所以力守恒:F+mg=F浮=水密度*g*V浸,整理一下可以得到

    F = 木密度*g*(2V浸-V木)=木密度*g*S底面积*(2h浸-h木).

    一开始静止,所以F=0,那么h浸=1/2h木,也就是开始的状态时,木有一半在水里.也就是说要压进去1/2a的距离.

    如果你是大学生,对0-1/2a这段距离积分可以得到.如果你是高中生,你可以发现F是根据浸入的距离线性增加的,从开始到压入,是0-mg的变化.所以取个平均值,就相当于用1/2mg的力压入1/2a的距离.

    所以,F做工:W1=1/2mg*1/2a=1/4mga

    木块势能减少了:W2=mg*1/2a=1/2mga

    所以水池势能变化就是W1+W2=3/4mga,答案错了