Question

高中物理题在线求解

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 1/2 ，质量为 m 。开始时，木块静止，有一半没入水中，如图所示。现用力 F 将木块缓慢地压到池底。这一过程中木块机械能和水的机械能减少还是增加？减少或增加了多少？

Answer 1

做物理题
首先要分析题

需要注意题干隐含意思：面积很大（顾不用考虑水面上升情况，水深H 不变）

所以 水的机械能 没有变化~！

再来 看看物块

一 受力分析（必不可少，能有效帮你分析清楚 受力 运动等情况）

物块受到 G（质量为m 顾 G=mg）
受到浮力 阿基米德定律 F浮=pgV排水 （从题干很容易得到F浮）
F浮=p水*g*（1/2*a3）
而且 mg=F浮=p水*g*（1/2*a3） m=p水*（1/2*a3）

要想把物块压入水底 那么 F至少=1/2G=1/2mg

现在 开始做题

首先 明确个基本 定律 能量守恒定律

系统受合外力做的功=系统能量改变

此题中 把水和物块 看成一个系统 水能量没变
那么系统合外力做的功全部加载在物块上

物块的能量增加为 F*（H-a）=1/2mg*(H-a)

此题干扰比较多 要细心分析~！

扩展一道题帮你理解： 想象 静止在竖直弹簧上的物块，施加竖直向下的F后，压缩弹簧到一个新的位置，系统能量的变化~！

对于 水中的物块（把水和物块看成系统） F 就是合外力 做工就是F*（H-a）
此力做的功全部转化为物块全部浸入水中后受到的增加的浮力势能~！（F=G时）
扩展一下 如果F>G 那么 还有一部分动能

对于 弹簧上的物块 F做的功 全部转化为弹簧增加的势能了~！

Answer 2

木块机械能减少，减少量是重力势能改变量 mg(H-a).
水机械能改变是重力势能，末势能减开始势能
相当于把物块最后占空间的水的一半移动到开始物块所排开水的空间，一半移动到水的上表面（画图就能明白）
增加量是 mg(H-a)+mg(H-a/2)

Answer 3

木块的机械能减小减小了1/2mgH
水的机械能增加增加了1//2mgH