如图所示,甲、乙两容器形状不同,容积却相同。现有两块完全相同的金属块用细线系着,分别浸没入同样深度,这时两容器水面平齐,如果将金属块匀速提出水面,则从甲容器中把金属块提出水面时拉力做功 (选填“大于”“小于”或“等于”)从乙容器中把金属块提出水面时拉力做功。
答案:大于。
解析:设要将金属块匀速提离水面,要经过两个阶段:
(1)金属块在水中上升,最后金属块的上表面到达水表面,
运行距离h1,拉力
F1=G﹣F浮,
所以,此过程中,拉力做功
W1=(G﹣F浮)×h1﹣﹣﹣①
(2)金属块逐渐出水面,最后金属块的下表面到达水表面,
运行距离h2,拉力
F2=G﹣F浮′,
此过程中浮力是变化的
平均拉力
所以,此过程中,拉力做功
W2=(G)×h2;﹣﹣﹣②
由①②可得,拉力做的总功:
W总=W1+W2=(G﹣F浮)×h1+(G)×h2,
在甲乙两图中,因为甲的上表面面积大,所以当金属块出水面时,甲水面下降的比较少,甲的h2比乙的h2大,
而甲乙图中的h1、G、F浮都是相同的,所以甲的做功比较多。
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