冰熔化后液面升降問(wèn)題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上關(guān)于冰熔化后液面升降問(wèn)題的拓展性思考冰浮于液面的問(wèn)題是生活中的常見(jiàn)問(wèn)題,在各類試卷中經(jīng)常出現(xiàn),但由于這類問(wèn)題的現(xiàn)象不太明顯,觀察需要的時(shí)間較長(zhǎng),不為一般的學(xué)生所重視.即使一部分學(xué)生有意識(shí)地去進(jìn)行觀察,出會(huì)現(xiàn)因?yàn)閱?wèn)題類型比較多,而結(jié)論只有“升”和“降”兩種,常常出現(xiàn)而把現(xiàn)象和條件的對(duì)應(yīng)關(guān)系混淆的現(xiàn)象，導(dǎo)致認(rèn)識(shí)的偏差。為了更深刻地理解引起液面“升”、“降”的原因，準(zhǔn)確把握條件和現(xiàn)象之間的關(guān)系?？梢詫⒏黝悊?wèn)題進(jìn)行分類處理，并以純水上浮純冰問(wèn)題為基點(diǎn)，逐步展開(kāi)思考形成系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。更重要的是可以通過(guò)這些問(wèn)題的討論和思考，把許多有關(guān)物體浮沉及液面變化問(wèn)題連成一個(gè)整體。1、基本問(wèn)題

2、：純水水面上浮有純冰.當(dāng)冰熔化時(shí)液面將不變?！痉治觥抠|(zhì)量為m的冰漂浮于水面上時(shí)，所受的浮力等于其重力，即F浮=G物=mg=水gV排，則 而冰熔化成水時(shí)其質(zhì)量不變?nèi)詾閙,所以得到的水體積V水= m/水=V排，即這塊冰熔化所得到的水正好將冰漂浮在水面上時(shí)所排開(kāi)的水的“小坑”填滿，所以液面不變，即不升也不降。如圖1所示由。此還可以推導(dǎo)得出：當(dāng)冰熔化時(shí)，水對(duì)容器底的壓強(qiáng)不變。2、純水水面上浮有含木塊或氣泡等密度小于水的物質(zhì)時(shí).  當(dāng)冰熔化則液面將不變?nèi)绻鶋K中含有木塊，當(dāng)冰塊浮于水面上時(shí)，它們受到的總浮力等于它們的總重力，如果把它們分開(kāi)，讓它們?nèi)匀黄∮谠瓉?lái)的水面則，它們所受的總的浮力仍然等

3、于它們的總重力，即總的V排沒(méi)有改變，所以液面不變；而冰塊浮于純水上時(shí)，冰熔化，水面又是不變的，所以含有木塊的冰浮于純水水面時(shí)，冰熔化液面將不會(huì)變化。如圖2所示。3、純水水面上浮有含石塊等密度大于水的物質(zhì)時(shí).  當(dāng)冰熔化則液面將下降.可用小盒載小鐵球,然后將小鐵球放入水中時(shí)，水面的升降的例題進(jìn)行參照分析。當(dāng)小鐵球在盒中且漂浮于水面時(shí)，它們所受的浮力等于它們的總重力；設(shè)想將小鐵球取出用細(xì)線吊在盒子的下方且仍然漂浮于水面時(shí)，它們所受的浮力仍然等于其總重力；又設(shè)想將細(xì)線斷開(kāi)，則小鐵球會(huì)下沉，而在小鐵球下降的過(guò)程中，小鐵球的體積未發(fā)生變化，所以其所受的浮力不變，但盒子由于所受的向下的拉力沒(méi)了，

4、盒子要平衡，盒子所受到的浮力必然會(huì)減小，即盒子會(huì)上浮一些，這將會(huì)引起液面的下降。其原因是：漂浮時(shí)它們所受的浮力等于其總重力，而當(dāng)小鐵球沉入小中后，它們所受的總浮力就會(huì)減小，這就會(huì)引起V排的減小，這就會(huì)引起液面的下降。如圖3所示。 同理當(dāng)含有小石塊的冰漂浮于水面時(shí)，可以設(shè)想將石塊與冰先進(jìn)行分離，先弄清冰與石塊分離時(shí)的液面升降情況，再結(jié)合純水面上浮有純塊，冰熔化時(shí)的液面的升降情況進(jìn)行判斷。如圖4所示。就很低容易得出含有石塊的冰浮于水面時(shí)，冰熔化則液面將下降討論：（1）將一個(gè)小湖中的小船上的石塊投入水中,湖中的水面的升降情況是下降。（2）環(huán)衛(wèi)工人用鐵爪將小湖中碎石 (或淤泥),撈到小船上，則湖中水面

5、將上升。（此題中的的液面的變化方向與將小船上的石塊投入水中時(shí)，液面的變化方向相反）（3）將浮于水桶中水面上的碗沉入水中時(shí),桶中的水面將下降。（4）將沉在水桶底的碗輕輕撈起來(lái)讓它浮在水面上.則桶中的水面將上升。利用這類問(wèn)題中的液面的變化關(guān)系，可以討論如何利用量筒、水、小玻璃杯來(lái)測(cè)量玻璃的密度。如圖5所示其密度表達(dá)式為 4.延伸拓展： .一塊0攝氏度的冰放在盛有0攝氏度的水的容器中，已知冰塊與容器底部接觸并相互間有壓力，則當(dāng)冰完全熔化為0攝氏度的水后，容器中水面的位置將上升。 上升 冰的密度略小于水的密度，冰已經(jīng)對(duì)容器低部產(chǎn)生壓力了，說(shuō)明受到的浮力小于冰塊的重力，也就是說(shuō)排開(kāi)的水的體積沒(méi)

6、有冰的體積大。所以冰沒(méi)有完全浸沒(méi)在水中。當(dāng)冰融化后，水面位置肯定要上升。.一塊冰內(nèi)含有一塊小石頭,質(zhì)量為230g，放入盛有0攝氏度水的量筒中，正好懸浮于水中，此時(shí)水面上升了4.6cm，冰溶化后，水面又下降了0.44cm，如果量筒的內(nèi)橫截面積為50cm²，冰的密度為0.9×10³ kg/m³,則小石頭的密度為?水=230/230=1通過(guò)下降的體積算出冰的體積V-O.9V/1=0.44*50V=220CM3根據(jù)重力和浮力相同230*g=1*g*220+（230-0.9*220）/=3.2g/m³5、純冰浮于不同液面上,當(dāng)冰熔化時(shí)的液面升降情況的討論

7、?？梢砸约儽∮诩兯砻?，冰熔化液面不變?yōu)榛c(diǎn)逐步展開(kāi)討論。若一塊純冰漂浮于鹽水表面上，可以設(shè)想成當(dāng)這塊純冰浮在純水上時(shí)向水中加鹽，則鹽水的密度將會(huì)逐漸變大，而冰塊始終漂浮，其浮力始終等于重力，隨著鹽水的密度的增大，V排將會(huì)逐漸變小，即冰塊將上浮一些，這樣冰塊熔化后得到的水的體積將比它排開(kāi)的鹽水的體積要大，也就是冰塊熔化后液面將上升一些。（如圖6所示）若一塊純冰漂浮于酒精和水的混合物的表面上，可以設(shè)想成當(dāng)這塊純冰浮在純水上時(shí)向水中加酒精，則混合物的密度將會(huì)逐漸變小，只要冰塊始終漂浮，其浮力始終等于重力，隨著鹽水的密度的減小，V排將會(huì)逐漸變大，即冰塊將下沉一些，這樣冰塊熔化后得到的水的體積將比它排開(kāi)的混合物的體積要小，也就是冰塊熔化后液面將下降一些。（如圖7所示）通過(guò)將這些問(wèn)題系列化的集中討論，特別是借助于一些逐漸過(guò)度性的圖形展示，可以使同學(xué)們對(duì)這類易混淆，不易用公式進(jìn)行簡(jiǎn)單推導(dǎo)就能得出結(jié)論的問(wèn)題有了一個(gè)整體性認(rèn)識(shí)。在同學(xué)們形成了一定的感性認(rèn)識(shí)，能正確地進(jìn)行方向的判斷之后，再利用相關(guān)公式進(jìn)行理論推導(dǎo)，則更能使加深對(duì)它的理解。一. 純冰浮于純水上，熔化后液面無(wú)變化。二. 冰中含有雜質(zhì)，漂浮在純水上時(shí)：1. 若冰中所含雜質(zhì)密度大于水