浮力液面的升降问题专题讲座.doc

浮力液面的升降问题专题讲座

化龙初中陈兴顺

例1：有一块冰浮在容器的水面上，当冰块完全熔化后，水面高度将怎样变化？

例2：若一冰块在水中，冰块与容器底部相接触并相互间有压力，则当冰块完全熔化后，容器内的水面将怎样变化？

解析：冰块没有漂浮在水面上，冰块所受浮力小于冰块所受重力，

∴熔化前F浮＜G冰，即ρ水gV排＜G冰，故得V排＜m冰/ρ水

熔化为水的体积?V化水=m水/ρ水=m冰/ρ水

∴V排＜V化水，即熔化后水面要上升。

结论：纯冰压在水底.当冰熔化后液面将上升。

类型一：2、纯冰在盐水（或其它密度比水大的液体）中熔化——液面高度上升

例3：有一块冰漂浮在一杯浓盐水中(冰的密度是0．9×103千克／米3；浓盐水的密度是1．1×103千克／米3)．如果冰块全部熔化后，则???(????)

A．液面不变???B．液面上升?C．液面下降???D．无法判断

解析：冰块熔化前，在盐水中处于漂浮状态．则有F浮=G冰，即ρ盐水gV排=m冰g∴V排=m冰/ρ盐水

化成水后，冰的质量与水的质量没有变化即m化水=m冰∴V化水＝m冰/ρ水

∵ρ水ρ盐水。

∴V化水V排，冰块在浓盐水中熔化后液面上升．

结论：纯冰浮在密度比水大的液面上.当冰熔化后液面将上升。

类型一：3、纯冰在密度比水小的液体中熔化——液面高度下降

例4：有一块冰漂浮在一杯酒精（或煤油等）中，当冰块完全熔化后，液面高度将怎样变化？

解析：冰块熔化前，在酒精中处于漂浮状态．则有F浮=G冰，即ρ酒gV排=m冰g∴V排＝m冰/ρ酒

化成水后，冰的质量与水的质量没有变化即m化水=m冰∴V化水＝m冰/ρ水

∵ρ酒＜ρ水。∴V化水＜V排，冰块在浓盐水中熔化后液面下降．

结论：纯冰浮在密度比水小的液面上.当冰熔化后液面将下降。

类型二：1、含有木块（或其它密度比水小的固体）的冰块在纯水中熔化；

例5：在盛水的烧杯中漂浮着一块冰，冰中夹着一小木块，当冰完全熔化为水时，水面将如何变化？

类型二：2、含有石块（或其它密度比水大的固体）的冰块在纯水中熔化；

例6.：有一块冰中含有小石块，浮在容器的水面上，当冰块完全熔化后，水面高度怎样变化？

类型二：3、含有煤油（或其它密度比水小的液体）的冰块在纯水中熔化；

例7：有一块冰中含有液态的煤油，浮在容器内的水面上，当冰块完全熔化后，液面高度将怎样变化？

冰块熔化前排开水的体积为：

V排＝F浮/ρ水g＝G总/ρ水g＝（G冰＋G油）/ρ水g＝（m冰＋m油）/ρ水?????①

熔化后的体积为冰化成的水的体积加上煤油的体积，即：

V＝V水＋V油＝m水/ρ水＋m油/ρ油＝m冰/ρ水＋m油/ρ油?????②

比较①②式，∵ρ油ρ水，∴VV排所以液面上升。

类型三：冰块中含有一定质量的气体，冰块熔化后判断水面升降。

例8：一块冰漂浮在容器的水面上，冰块中含有一定质量的气体（空气、氢气、二氧化碳），当冰完全熔化后，容器中的水面如何变化？

冰块熔化前排开水的体积为：

V排＝F浮/ρ水g＝G总/ρ水g＝（G冰＋G气体）/ρ水g＝（m冰＋m气体）/ρ水?①

熔化后的体积为冰化成的水的体积等于冰排开水的体积，但气体挥发，总体积减少，Ｖ排′＜Ｖ排，所以液面下降。

变化：若漂浮在水面上的冰块中有一气泡，当冰块融化后水面将怎么变化？冰块里的气泡的质量可以忽略不计，冰熔化后水面保持不变.

类型四：1、固态物质的密度小于水的密度

例9：盆内水面上有一塑料碗，碗内有木块，若将木块投入水中，盆内水面将??（填“上升”、“下降”或“保持不变”）。

类型四：2、固态物质的密度等于水的密度

当ρ物=ρ水时，物体悬浮。物体投入水中后物体排开水的体积为：

V物排=m物/ρ物=m物/ρ水=⊿V排，即水面高度无变化。

类型四：3、固态物质的密度大于水的密度

图1例10：盆内水面上有一塑料碗，碗内是实心铁块，将铁块投入水中，盆内水面将（填“上升”、“下降”或“保持不变”）。

图1

【练习】

1、如图1所示，一个小船中放有ABC三个小球，小船和球一起漂浮在水面上，其中A球密度小于水，B球密度等于水，C球密度大于水，小船可以自由的漂浮在水面上。

（1）只将A球放入水中，则A球（填浮沉状况），液面（填“上升”或“下降”或“不变”）

（2）只将B球放入水中，则B球（填浮沉状况），液面（填“上升”或“下降”或“不变”）

（3）只将C球放入水中，则C球（填浮沉状况），液面（填“上升”或“下降”或“不变”）

（4）若将ABC三球同时从船中取出放入水中，则液面