题目

教科版的新课程新练习物理八年级下册功与机械第42页13题怎么解?
用绳子把一个边长为L,密度为p的正方体金属块,从深度为h1的水底匀速提出水面,使金属块的底部达到高于水面h2处为止,水的密度为p水,求绳子对金属块的拉力总共需做多少功?
h1是从水底到水平面的高度,包括金属块的边长.

提问时间：2021-03-18

答案

绳子对金属块的拉力所做的功分三部分：
第一部分：从底部——到金属块上表面与水面平齐,拉力恒定（为重力减浮力,重力为pL^3g,浮力恒定为p水L^3g）,作用距离为h1(不知示图中h1是否包含金属块边长L ),两者相乘为第一部分功.
第二部分：从金属块上表面与水面平齐——到金属块下表面与水面平齐,拉力的大小从均匀变至,行程为L,可建立二维坐标系,横坐标为行程,纵坐标为拉力,取点A(横坐标为0,纵坐标为pL^3g-p水L^3g)和点B(横坐标为L,纵坐标为pL^3g),连接原点O和点A,B,该三角形面积即为此部分功的大小.
第三部分：从金属块下表面与水面平齐——到金属块底部距水面h2,接力恒定为金属块重力,行程为h2,两者相乘即为此部分功.
三部分功加起来即为答案.