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1、初二浮力与液面升降相关的问题第1 页，本讲稿共13 页分析液面升降的主要类型有：一、纯冰漂浮在不同液体中熔化后液面的升降情况：1、纯冰在纯水中熔化；(液面高度不变)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)3、纯冰在密度比水小的液体中熔化；(液面高度下降)第2 页，本讲稿共13 页 二、含有固体杂质的冰漂浮在水中熔化后的液面升降情况：4、含有木块(或其它密度比水小的固体)的冰块在纯水中熔化；(液面高度不变)5、含有石块(或其它密度比水大的固体)的冰块在纯水中熔化；(液面高度下降)第3 页，本讲稿共13 页 三、含有液体杂质的冰漂浮在水中熔化后的液面升降情况：6、含有煤油(
2、或其它密度比水小的液体)的冰块在纯水中熔化；(液面高度上升)7、含有盐水(或其它密度比水大的液体)的冰块在纯水中熔化；(液面高度下降)第4 页，本讲稿共13 页 四、含有气体的冰漂浮在水中熔化后的液面升降情况：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？(液面高度不变)第5 页，本讲稿共13 页 纯冰漂浮在纯水中熔化后液面高度不变 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？解析：冰块熔化前排开水的体积(即图中斜线部分)为：V 排F 浮/水g G 冰/水g m 冰/水(漂浮时F 浮G 冰)冰块
3、化成的水的体积为：V m 水/水m 冰/水(冰化成水后质量不变m 冰=m 水)所以液面高度不变 推论：纯水水面上浮有纯冰.当冰熔化时液面将不变。当冰熔化时，水对容器底的压强不变。第6 页，本讲稿共13 页与例1.相比 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，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)熔化为水的体积 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。第7 页，本讲
4、稿共13 页 纯冰漂浮在盐水(或其它密度比水大的液体)中熔化后液面高度上升 例3：有一块冰漂浮在一杯浓盐水中(冰的密度是0 9103千克米3；浓盐水的密度是1 1103 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，即 盐g V 排=m 冰g V 排=m 冰/盐.(1)冰块熔化后，排开液体的体积等于冰熔化成水的体积，即 V 排=V 水=m 水/水(冰化成水后质量不变m 冰=m 水,m 水/水m 冰/水).(2)比较冰块熔化前与冰块熔化后排开液体的体积可得 m 冰=m 水,水V 排，冰块在浓盐水中
5、熔化后。液面上升第8 页，本讲稿共13 页纯冰漂浮在密度比水小的液体中熔化后液面高度下降 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，即 酒g V 排=m 冰g V 排=m 冰/酒.(1)冰块熔化后，排开液体的体积等于冰熔化成水的体积，即 V 排=V 水=m 水/水(冰化成水后质量不变m 冰=m 水,m 水/水m 冰/水).(2)比较冰块熔化前与冰块熔化后排开液体的体积可得 m 冰=m 水,酒 水。比较(1).(2)可知V 排V 排，冰块在酒精中熔化后。液面下降第9 页，本讲稿共13 页含有木块(或其它
6、密度比水小的固体)的冰块漂浮在纯水中熔化后液面高度不变 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？解析：冰块漂浮时：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 当冰块化成水时：m 冰=m 水，m 水/水m 冰/水 V 排=m 水/水+m 木/水.(1)又因为木块仍漂浮，F 木浮=G 木 水gV 木排=m 木g V 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 故当冰完全熔化成水时，水面不变。推论：当冰块中含有密度比水小的固
7、体(如小蜡块)或将密度比水小的固体放在冰块上浮于容器内水面上，则冰熔化后，仿照上述方法推算可知，水面将保持不变。第10 页，本讲稿共13 页含有石块(或其它密度比水大的固体)的冰块在纯水中熔化后液面高度下降 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？解析：冰块熔化前排开水的体积为：V 排F 浮/水g G 总/水g(G 冰G 石)/水g(m 冰m 水)/水 熔化后的体积为冰化成的水的体积加上沉在容器底的石块的体积，即：V V 水V 石m 水/水m 石/石m 冰/水m 石/石 比较式，石 水，VV 排 所以液面下降。推论：当冰块中含有密度比水大的物体(如小
8、铁块、盐水等)或将密度比水大的物体放在冰块上浮于容器内水面上，则冰熔化后，物体沉入水底，水面将下降。第11 页，本讲稿共13 页含有煤油(或其它密度比水小的液体)的冰块漂浮在纯水中熔化后液面高度上升 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？解析：冰块熔化前排开水的体积为：V 排F 浮/水g G 总/水g(G 冰G 油)/水g(m 冰m油)/水 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/水m 油/油m 冰/水m 油/油 比较式，油V 排 所以液面上升。第12 页，本讲稿共13 页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？(液面高度不变)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？解析：冰块熔化前排开水的体积为：V 排F 浮/水g G 总/水g(G 冰G 气体)/水g(m 冰m 气体)/水 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，排 排，所以液面下降。变化：若漂浮在水面上的冰块中有一气泡，当冰块熔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.第13 页，本讲稿共13 页