初二浮力液面升降

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1、浮力與液面升降路陽九年制學校 王地華關于液面升降的問題的類型一、浮冰問題一、浮冰問題討論浮冰或嵌有其他物體的浮冰熔化后液面的升降。二、拋載問題二、拋載問題解決浮力與液面升降的方法：比較體積V排和V實利用“狀態法”速斷液面變化 1、浮冰嵌有固體的浮冰熔化后液面的升降討論純浮冰或嵌有（液體、氣體）的浮冰熔化后液面的升降2 2、拋載問題、拋載問題1、比較體積變化法：比較的是冰熔化前在液體中排開液體的體積和冰熔化成水后的總體積的大小關系：若前體積大于后體積，液面下降；若前體積等于后體積，液面不變；若前體積小于后體積，液面上升。什么叫狀態法 所謂“狀態法”，就是對變化前后液體中的物體所處的狀態進行比較來

2、判斷液面的升降（二）、如何用“狀態法”速斷液面升降 若變化前后液體中的物體都處于漂浮、懸浮狀態，而無沉體出現，則液面不變；若液體中的物體，在變化前無沉體，而變化后有沉體出現，則液面下降；若液體中的物體，在變化前有沉體，而變化后無沉體出現，則液面升高 說明：變化前后液體中物體的總質量保持不變；容器中液體的密度不變（三）、證明 設液體中的物體的總重為G，變化前后在液體中所受的總浮力分別為浮、浮 若變化前后均無沉體出現，由浮沉條件知 浮浮，液排液排，則 排排，故故液面不變液面不變 若變化前無沉體，變化后有沉體，由浮沉條件知浮，浮，則 浮浮，即 排排，故液面下降故液面下降 若變化前有沉體，變化后無沉體

3、，由浮沉條件知 浮，浮，則 浮浮，即 排排，故液面上升故液面上升“狀態法”速斷液面升降 一、純冰漂浮在不同液體中熔化后液面的升降情況：1、純冰在純水中熔化；(液面高度不變)2、純冰在鹽水(或其它密度比水大的液體)中熔化；(液面高度上升)3、純冰在密度比水小的液體中熔化；(液面高度下降)一、浮冰問題二、含有液體雜質的冰漂浮在水中熔化后的液面升降情況：1、含有煤油(或其它密度比水小的液體)的冰塊在純水中熔化；(液面高度上升)2、含有鹽水(或其它密度比水大的液體)的冰塊在純水中熔化；(液面高度下降)三、含有氣體的冰漂浮在水中熔化后的液面升降情況：1、一塊冰漂浮在容器的水面上，冰塊中含有一定質量的氣體

4、(空氣、氫氣、二氧化 碳)，當冰完全熔化后，容器中的水面如何變化？(液面高度下降)2、若漂浮在水面上的冰塊中有一氣泡，當冰塊熔化后水面將怎么變化？冰塊里的氣泡的質量可以忽略不計(液面高度不變)四、含有固體雜質的冰漂浮在水中熔化后的液面升降情況：1、含有木塊(或其它密度比水小的固體)的冰塊在純水中熔化；(液面高度不變)2、含有石塊(或其它密度比水大的固體)的冰塊在純水中熔化；(液面高度下降)“狀態法”純冰漂浮在純水中熔化后液面高度不變例1：有一塊冰浮在容器的水面上，當冰塊完全熔化后，水面高度將怎樣變化？解析：冰塊熔化前排開水的體積(即圖中斜線部分)為：V排F浮/水gG冰/水gm冰/水(漂浮時F浮

5、G冰)冰塊化成的水的體積為：Vm水/水m冰/水(冰化成水后質量不變m冰=m水)所以液面高度不變 推論：純水水面上浮有純冰.當冰熔化時液面將不變。當冰熔化時，水對容器底的壓強不變。與例1.相比例2：若一冰塊在水中，冰塊與容器底部相接觸并相互間有壓力，則當冰塊完全熔化后，容器內的水面將怎樣變化？解析：冰塊沒有漂浮在水面上，冰塊所受浮力小于冰塊所受重力，所以熔化前F浮G冰，而F浮=G排=水g V排，即水g V排G冰，故得V排G冰/(水g)熔化為水的體積 V水=m水/水=m冰/水=G冰/(水g)所以V排V水，即熔化后水面要上升。純冰漂浮在鹽水(或其它密度比水大的液體)中熔化后液面高度上升例3：有一塊冰

6、漂浮在一杯濃鹽水中(冰的密度是09103千克米3；濃鹽水的密度是11103千克米3)如果冰塊全部熔化后，則 ()A液面不變 B液面上升 C液面下降 D無法判斷解析：冰塊熔化前，在鹽水中處于漂浮狀態則有F浮=G，即鹽g V排=m冰g V排=m冰/鹽.(1)冰塊熔化后，排開液體的體積等于冰熔化成水的體積，即V排=V水=m水/水(冰化成水后質量不變m冰=m水,m水/水m冰/水).(2)比較冰塊熔化前與冰塊熔化后排開液體的體積可得m冰=m水,水V排，冰塊在濃鹽水中熔化后。液面上升純冰漂浮在密度比水小的液體中熔化后液面高度下降例4：有一塊冰漂浮在一杯酒精(或煤油等)中，當冰塊完全熔化后，液面高度將怎樣變

7、化？解析：冰塊熔化前，在酒精中處于漂浮狀態則有F浮=G，即酒g V排=m冰g V排=m冰/酒.(1)冰塊熔化后，排開液體的體積等于冰熔化成水的體積，即V排=V水=m水/水(冰化成水后質量不變m冰=m水,m水/水m冰/水).(2)比較冰塊熔化前與冰塊熔化后排開液體的體積可得m冰=m水,酒水。比較(1).(2)可知V排V排，冰塊在酒精中熔化后。液面下降含有煤油(或其它密度比水小的液體)的冰塊漂浮在純水中熔化后液面高度上升例7：有一塊冰中含有液態的煤油，浮在容器內的水面上，當冰塊完全熔化后，液面高度將怎樣變化？解析：冰塊熔化前排開水的體積為：V排F浮/水gG總/水g(G冰G油)/水g(m冰m油)/水

8、 熔化后的體積為冰化成的水的體積加上煤油的體積，即：VV水V油m水/水m油/油m冰/水m油/油 比較式，油V排 所以液面上升。一塊冰漂浮在容器的水面上，冰塊中含有一定質量的氣體(空氣、氫氣、二氧化 碳)，當冰完全熔化后，容器中的水面如何變化？(液面高度下降)例8：一塊冰漂浮在容器的水面上，冰塊中含有一定質量的氣體(空氣、氫氣、二氧化碳)，當冰完全熔化后，容器中的水面如何變化？解析：冰塊熔化前排開水的體積為：V排F浮/水gG總/水g(G冰G氣體)/水g (m冰m氣體)/水 熔化后的體積為冰化成的水的體積等于冰排開水的體積，但氣體揮發，總體積減少，排排，所以液面下降。變化：若漂浮在水面上的冰塊中有

9、一氣泡，當冰塊熔化后水面將怎么變化？冰塊里的氣泡的質量可以忽略不計，（冰熔化后水面保持不變.含有木塊(或其它密度比水小的固體)的冰塊漂浮在純水中熔化后液面高度不變例5：在盛水的燒杯中漂浮著一塊冰，冰中夾著一小木塊，當冰完全熔化為水時，水面將如何變化？解析：冰塊漂浮時：F浮=G冰+G木水gV排=G冰+G木,V排=(m冰+m木)/水=m冰/水+m木/水當冰塊化成水時：m冰=m水，m水/水m冰/水V排=m水/水+m木/水.(1)又因為木塊仍漂浮，F木浮=G木水gV木排=m木gV木排=m木/水V排=V水+V木排=m水/水+m木/水.(2)由(1).(2)得：V排=V排 故當冰完全熔化成水時，水面不變。

10、推論：當冰塊中含有密度比水小的固體(如小蠟塊)或將密度比水小的固體放在冰塊上浮于容器內水面上，則冰熔化后，仿照上述方法推算可知，水面將保持不變。含有石塊(或其它密度比水大的固體)的冰塊在純水中熔化后液面高度下降例6.：有一塊冰中含有小石塊，浮在容器的水面上，當冰塊完全熔化后，水面高度怎樣變化？解析：冰塊熔化前排開水的體積為：V排F浮/水gG總/水g(G冰G石)/水g(m冰m水)/水 熔化后的體積為冰化成的水的體積加上沉在容器底的石塊的體積，即：VV水V石m水/水m石/石m冰/水m石/石 比較式，石水，VV排 所以液面下降。推論：當冰塊中含有密度比水大的物體(如小鐵塊、鹽水等)或將密度比水大的物

11、體放在冰塊上浮于容器內水面上，則冰熔化后，物體沉入水底，水面將下降。例例1 1：如圖，在盛水的容器內漂浮一木如圖，在盛水的容器內漂浮一木盆，木盆內有一個鐵球。試想，盆，木盆內有一個鐵球。試想，若把鐵球拿出放入水中，液面高若把鐵球拿出放入水中，液面高度將如何變化？度將如何變化？如圖所示，在盛水的容器底部有一如圖所示，在盛水的容器底部有一鐵球，上面漂浮著一個木盆，若將鐵鐵球，上面漂浮著一個木盆，若將鐵球撈出放入盆里，盆仍漂浮在水面，球撈出放入盆里，盆仍漂浮在水面，容器中水面將如何變化？容器中水面將如何變化？例例2 2：如圖，在盛水的容器內漂浮一木如圖，在盛水的容器內漂浮一木盆，木盆內有一個木球。試

12、想，盆，木盆內有一個木球。試想，若把木球拿出放入水中，液面高若把木球拿出放入水中，液面高度將如何變化？度將如何變化？例例3 3：如圖，在盛水的容器內漂浮一木如圖，在盛水的容器內漂浮一木盆，木盆內有一個空心金屬球。盆，木盆內有一個空心金屬球。試想，若把金屬球拿出試想，若把金屬球拿出放入水中，液面高度將如何變化？放入水中，液面高度將如何變化？球水（）變化前變化后液面變化下降上升不變不變若變化前后液體中的物體都處于漂浮、懸若變化前后液體中的物體都處于漂浮、懸浮狀態，而無沉底物體出現，則浮狀態，而無沉底物體出現，則液面不變液面不變；若液體中的物體，在變化前無沉底物體，若液體中的物體，在變化前無沉底物體

13、，而變化后有沉底物體出現，則而變化后有沉底物體出現，則液面下降液面下降；若液體中的物體，在變化前有沉底物體，若液體中的物體，在變化前有沉底物體，而變化后無沉底物體出現，則而變化后無沉底物體出現，則液面升高液面升高?？偪?結結1 1、容器的水面上漂著一塊冰，當、容器的水面上漂著一塊冰，當冰熔化成水后，容器中水面的變冰熔化成水后，容器中水面的變化情況是（化情況是（）A A、升高、升高 B B、降低、降低C C、不變、不變 D D、無法判斷、無法判斷 2 2、池塘中水面上漂浮一艘、池塘中水面上漂浮一艘小木船，木船中裝有木塊，小木船，木船中裝有木塊，若將木船中的木塊放入池塘若將木船中的木塊放入池塘的水

14、中，池塘的水面的水中，池塘的水面 。（選填（選填 上升上升 、下降或不變、下降或不變)不變不變注：液面不上升的原因：裝木頭的木船漂浮，所以木頭加船的重力等于浮力。而現在，船與木頭雖然分開，但兩種物體都漂浮在水面，總浮力依然沒有改變。那么兩次的浮力都是相等的，排開的水中也是相等的，所以排開水的體積是不變的。3 3、盛水的容器中有一小盆，、盛水的容器中有一小盆，浮在水面上，盆里有水，將盆浮在水面上，盆里有水，將盆里的水淘到容器中后，容器中里的水淘到容器中后，容器中的水面將的水面將 （）A A、升高、升高 B B、降低、降低 C C、不變、不變 D D、無法判斷、無法判斷C注：在一開始的時候，排開水的體積等于盆中水的體積加上盆原來浸在水里的體積，當把水淘出后，容器當中增加的水的體積就是原先盆中水隔著盆浸在容器當中的水的體積。4 4、一個裝有碎石塊的木質、一個裝有碎石塊的木質小盒浮在一個盛水容器中，小盒浮在一個盛水容器中，如果將石塊都從盒中取出放如果將石塊都從盒中取出放到水中，容器中的水面會到水中，容器中的水面會 （）A A、升高、升高 B B、降低、降低 C C、不變、不變 D D、無法判斷、無法判斷B