6．如圖所示，面積很大的水池，水深為H水面浮著一正方體木塊，木塊邊長為a，密度為水的$\frac{1}{2}$，質(zhì)量為m，開始時，木塊靜止，現(xiàn)用力F將木塊緩慢往下壓，求從開始到木塊剛好完全沒入水中的過程中，力F所做的功．

分析 根據(jù)功能關系，力對木塊做的功等于木塊與水系統(tǒng)勢能的增加量．由功能原理解答即可．

解答 解：因水池面積很大，可忽略因木塊壓入水中所引起的水深變化，在木塊完全浸沒過程中，木塊的重力勢能變化為：
△EP1=-mg•$\frac{a}{2}$
上式負號表示木塊的重力勢能減少，水的重力勢能變化可理解為，木塊一半體積的水上移至水面上，這部分水質(zhì)量為m，上升高度為$\frac{3a}{4}$，故水的重力勢能變化為：
△EP2=mg•$\frac{3a}{4}$
由功能關系知力F所做的功為：WF=△EP1+△Ep2=$\frac{mga}{4}$
答：從開始到木塊剛好完全沒入水的過程中，力F所作的功為$\frac{mga}{4}$．

點評 本題關鍵是分析清楚木塊和水的運動情況，抓住木塊下降重力做功和同體積的水上升重力做功即可，然后根據(jù)功能關系列式研究．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

16．在《驗證機械能守恒定律》的實驗中，打點計時器所用電源頻率為50Hz，當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2，測得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg．甲、乙、丙三個學生分別用同一裝置打出三條紙帶，量出各紙帶上第1、2兩點間的距離分別為0.18cm、0.19cm、0.25cm，可以看出：
（1）其中肯定有一個學生在操作上有錯誤，錯誤操作是丙同學．（填哪個同學有錯誤）
（2）若按實驗要求正確地紙帶進行測量，量得連續(xù)三點A、B、C到第一個點的距離分別為3.14cm、5.01cm、7.06cm
①從起點O到打下計數(shù)點B的過程中，重物的重力勢能減少量為△Ep=0.49J；重物的動能增加量是△EK=0.48J．
②通過計算，數(shù)值上△Ep＞△EK（填“＞”“=”或“＜”），這是因為實驗中需要克服阻力做功，損失機械能
（3）實驗結論是：在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，機械能守恒．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

17．某行駛的小汽車的初速度為20m/s，緊急剎車，最后一秒通過的位移是2m求：
（1）小汽車的剎車加速度；      
（2）剎車后小汽車的位移．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

14．如圖所示，直線a和曲線b分別是在平直公路上行駛的汽車a和b的位置（x）-時間（t）圖線．由圖可知（　�。�
A．在t1時刻，a、b兩車相遇
B．在t2時刻，a、b兩車運動方向相同
C．在t1到t2這段時間內(nèi)，b車的速率先減小后增大
D．在t1到t2這段時間內(nèi)，b車的速率一直比a車的大

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

1．變速自行車靠變換齒輪組合來改變行駛速度．如圖所示是某一變速自行車齒輪轉(zhuǎn)動結構示意圖，圖中A輪有48齒，B輪有42齒，C輪有18齒，D輪有12齒，則（　　）
A．該自行車可變換兩種不同擋位
B．該自行車可變換六種不同擋位
C．當A輪與D輪組合時，兩輪的角速度之比ωA：ωD=1：4
D．當A輪與D輪組合時，兩輪的角速度之比ωA：ωD=4：1

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

5．某實驗小組利用圖（a）所示實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)探究“外力做功與小車動能變化的關系”．實驗時將小車拉到水平軌道的O位置由靜止釋放，在小車從O位置運動到 A位置過程中，經(jīng)計算機處理得到了彈簧彈力與小車位移的關系圖線如圖（b） 所示，還得到了小車在 A位置的速度大小vA；另外用電子秤測得小車（含位移傳感器發(fā)射器）的總質(zhì)量為m．回答下列問題：

（1）由圖（b）可知，圖（a）中A位置到力傳感器的距離大于（“小于”、“等于”或“大于”）彈簧原長．
（2）小車從O位置運動到A位置過程中彈簧對小車所做的功W=$\frac{{F}_{0}+{F}_{A}}{2}$•xA，小車的動能改變量△Ek=$\frac{1}{2}$m${{v}_{A}}^{2}$．（ 用m、vA、FA、F0、xA中各相關物理量表示）
（3）若將彈簧從小車上卸下，給小車一初速度v0，讓小車從軌道右端向左端滑動，利用位移傳感器和計算機得到小車的速度隨時間變化的圖線如圖（c）所示，則小車所受軌道摩擦力的大小f=m$\frac{{v}_{0}}{{t}_{m}}$．（ 用m、v0、tm中各相關物理量表示）
（4）綜合步驟（2）、（3），該實驗所要探究的“外力做功與小車動能變化的關系”表達式是（F0+FA-2m$\frac{{v}_{0}}{{t}_{m}}$）xA=mvA2．（用m、vA、FA、F0、xA、v0、tm中各相關物理量表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

12．肖曉騎摩托車從A由靜止開始沿平直公路運動，需穿過一個村莊，BC為小村莊的兩端點，B和A距離較近，最終停在C處，為安全起見，要求穿過村莊的速度不得超過v1=4m/s，AB和BC段的距離分別為x1=242m、x2=300m，已知該摩托車的最大速度為v=40m/s、啟動加速度大小為a1=4m/s2、制動加速度大小為a2=8m/s2，求該摩托車從A到C的最短時間．

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

9．在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗中，如果根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的a-F圖象是通過坐標原點的一條傾斜直線，則說明加速度與物體所受合力成正比（填“正比”或“反比”）．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

10．某實驗小組用圖甲所示的實驗裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”．圖甲中A為小車，B為裝有砝碼的小盤，C為一端帶有定滑輪的長木板，小車通過紙帶與電磁打點計時器相連，小車的質(zhì)量為ml，小盤及砝碼的總質(zhì)量為m2．

（1）下列說法正確的是C
A．實驗時先放開小車，再接通打點計時器的電源
B．每次改變小車質(zhì)量時，應重新平衡摩擦力
C．本實驗中應滿足m2遠小于ml的條件
D．在用圖象探究小車加速度a與小車質(zhì)量ml的關系時，應作出a-ml圖象
（2）實驗得到如圖乙所示的一條紙帶，A、B、C、D、E為計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點的時間間隔為T，B、C兩點的間距x2和D、E兩點的間距x4己量出，利用這兩段間距計算小車加速度的表達式為a=$\frac{{x}_{4}-{x}_{2}}{2{T}^{2}}$．
（3）某同學平衡好摩擦阻力后，在保持小車質(zhì)量不變的情況下，通過改變砝碼個數(shù)，得到多組數(shù)據(jù)，但該同學誤將砝碼的重力當作繩子對小車的拉力，作出了小車加速度a與砝碼重力F的圖象如圖丙所示．據(jù)此圖象分析可得，小車的質(zhì)量為0.61kg，小盤的質(zhì)量為0.0061kg．（g=10m/s2，保留兩位有效數(shù)字）

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