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?fàn)顟B(tài)到木塊剛好沒(méi)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(jì)算做功;第二階段,從剛好沒(méi)入水面到到達(dá)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(kāi)始浸入的過(guò)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=${P}_{0}×2x×\frac{{S}_{0}}{2}×g={P}_{0}{S}_{0}gx$
當(dāng)x=$\frac{h}{4}$時(shí),木塊剛好全部浸入水中,如圖所示
此時(shí)壓力:F=$\frac{{P}_{0}{S}_{0}gh}{4}$ 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(duì)這一階段的壓力取平均值:$\overline{F}=\frac{\frac{{P}_{0}{S}_{0}gh}{4}}{2}=\frac{{P}_{0}{S}_{0}gh}{8}$
此階段壓力做功:${W}_{1}=\overline{F}•\frac{h}{4}$ ②
之后為第二階段運(yùn)動(dòng),壓力不變,始終為:F=$\frac{{P}_{0}{S}_{0}gh}{4}$,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(guò)程中所作的功:W=W1+W2 ⑤
聯(lián)立①②③④⑤式得:W=$\frac{11}{32}{P}_{0}{S}_{0}g{h}^{2}$
答:壓力在該過(guò)程中所作的功為$\frac{11}{32}{P}_{0}{S}_{0}g{h}^{2}$.
點(diǎn)評(píng) 本題考查浮力做功問(wèn)題,須對(duì)過(guò)程認(rèn)真分析,分段分析運(yùn)動(dòng)情景,靈活運(yùn)用功的定義解題.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 用X光機(jī)透視人體是利用光電效應(yīng)現(xiàn)象 | |
B. | 門(mén)鏡可以擴(kuò)大視野是利用光的衍射現(xiàn)象 | |
C. | 在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的色散現(xiàn)象 | |
D. | 光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 乘坐客車購(gòu)票時(shí) | B. | 過(guò)公路收費(fèi)處時(shí) | C. | 放學(xué)出校門(mén)口時(shí) | D. | 開(kāi)銀行保險(xiǎn)柜時(shí) |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 此時(shí)A質(zhì)點(diǎn)將沿x軸的正方向振動(dòng) | B. | 波源O點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)方向沿x軸負(fù)方向 | ||
C. | 這列波的周期為5.0s | D. | t=0.9s時(shí)繩上的B點(diǎn)在波峰位置 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來(lái)源:2016-2017學(xué)年福建省四地六校高二上學(xué)期第一次月考物理試卷(解析版) 題型:計(jì)算題
如圖,ABD為豎直平面內(nèi)的絕緣軌道,其中AB段是長(zhǎng)為s=1.25的粗糙水平面,其動(dòng)摩擦因數(shù)為?=0.1,BD段為半徑R=0.2 m的光滑半圓,兩段軌道相切于B點(diǎn),整個(gè)軌道處在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)大小E=5.0×103 V/m.一帶負(fù)電小球以速度v0沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng),接著進(jìn)入半圓軌道后,恰能通過(guò)最高點(diǎn)D點(diǎn).已知小球的質(zhì)量為m=2.0×10-2 kg,所帶電荷量q=2.0×10-5 C,g=10 m/s2.(水平軌道足夠長(zhǎng),小球可視為質(zhì)點(diǎn),整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程無(wú)電荷轉(zhuǎn)移)
(1)小球能通過(guò)軌道最高點(diǎn)D時(shí)的速度大;
(2)帶電小球在從D點(diǎn)飛出后,首次落到水平軌道上時(shí)的位移大;
(3)小球的初速度v0.
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科目:高中物理 來(lái)源:2016-2017學(xué)年福建省四地六校高二上學(xué)期第一次月考物理試卷(解析版) 題型:選擇題
如圖所示,在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一絕緣斜面,斜面上有一帶電金屬塊沿斜面滑下,已知在金屬塊滑下的過(guò)程中動(dòng)能增加了10J, 金屬塊克服摩擦力做功大小6 J,重力做功18J,則以下判斷正確的是( )
A.金屬塊帶負(fù)電荷
B.靜電力做功-2J
C.金屬塊的電勢(shì)能與動(dòng)能之和增加了12 J
D.金屬塊的機(jī)械能減少10 J
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | mg | B. | mω2R | C. | $\frac{mg{R}^{2}}{(R+h)^{2}}$ | D. | mω2(R+h) |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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