2023年中考物理復(fù)習(xí)《液面高度、壓強的變化》

液面高度、壓強的變化

一'冰塊漂在水中，熔化后液面高度怎么變？液體對底部壓強怎么變？

冰—把冰拎出來，會有這樣一個

坑，坑的體積不就是V"!

m

冰熔化為水后，質(zhì)量是不變的，由于P水＞0冰，由^=一，質(zhì)量沒變的情況下，密度變大，則熔化后

P

體積會變小，有多小呢？可能會出現(xiàn)三種情況：

①熔化后水的體積則液面高度會升高

（最終液面是相平的，比起原來的會升高）

②熔化后水的體積則液面高度不變

③熔化后水的體積丫木＜丫"，則液面高度會升高

（最終液面是相平的，比起原來的會降低）

所以，解決此類題目的關(guān)鍵就是在比較丫排和熔化后水的體積v水！

哪個式子里面含有丫排呢？

阿基米德原理：F-?=PiagV因為冰漂浮，所以F#=G*

即F；；-G（這里p液即pQ

哪個式子里面含有V水呢?

冰熔化成水，質(zhì)量不改變：G*=G次=，"次g="木gV加

所以得：PHjgY振=/）木gV水

所以：即冰熔化剛剛好把那個坑填滿，所以液面高度不變

由液體壓強公式：p=pgh（p始終為ph不變）

所以液體對底部壓強不變

可不可以先看液體對底部壓強°怎么變？然后再根據(jù)液體壓強公式p=〃g/，，推出液面高度〃怎么變？

首先液體對底部產(chǎn)生壓強是因為液體對容器底部有壓力產(chǎn)生的，根據(jù)壓強公式p=（,因為底部受力

面積是不變的，若能判斷出液體對底部壓力怎么變，若F變大，則p也變大；若F不變，則p不變；若尸

變小，則0也變小。

①熔化前的水液體受到豎直向下的重力G水，容器底部對水的支持力尸支，冰受到

水給它豎直向上的浮力，由于力的作用是相互的，所以冰給水一個

豎直向下的壓力，有尸壓（冰對水＞=F浮。由于冰漂浮，得尸浮=Gi*,所

以尸壓,冰對水＞=G冰（冰給水的壓力大小等于冰的重力）受力處直接標

G?,方便后續(xù)比較，由力的平衡得：FS=G?+G*

②熔化后的水

液體受到豎直向下的重力G'（此時的水包括原來的水和冰熔化后

的水），G'=G?+G*,受力處標G.+G水，方便后續(xù)比較

容器底部對水的支持力尸支'，由力的平衡得：尸支'=G?+G*

綜上，得下支=尸支'，容器底部對液體的支持力沒變，故液體對容器底的壓力也不變，又因為受力面

積沒變，所以液體對底部壓強P不變。由液體壓強公式〃始終為〃水，故液面高度也不變。

二、冰塊漂在鹽水中，熔化后液面高度怎么變？液體對底部壓強怎么變？

把冰拎出來，會有這樣一個~e二

坑，坑的體積不就是丫排！二二二二二二IZJE二二

依然是比較y■和熔化后水的體積?

哪個式子里面含有丫排呢？

阿基米德原理：Fit-PmgVit,因為冰漂浮，所以F,尸G冰

即F；；=G*gV掘（這里”即p瓶Q

哪個式子里面含有了水呢？

冰熔化成水，質(zhì)量不改變：G?=Ga=m^g=pngV*

所以得：p版求"”=p加gV木

即〃"水Vn-p水V水

因為p*.

所以：Vtir＜V*

由液體壓強公式：p=Wg〃（p始終為p水,h不變）

所以液體對底部壓強不變

液體對容器底部的壓力，容器是受力對象，以容器是受力對象不好

分析，我們分析它的反作用力，即容器對液體的支持力，它們是大

小相等的，所以選擇液體，即水作為受力對象，分析熔化前容器底

部對水的支持力尸支和熔化后容器底部對水的支持力尸支'。

即冰化成水不光可以填滿坑，還多出來一點

所以液面高度會上升（冰川融化導(dǎo)致海平面上升就是這個道理

（最終液面是相平的，比起原來的會升高）

由液體壓強公式：p="g/7（冰熔化成水，會導(dǎo)致鹽水的密度.I,而液面高度）

所以液體對底部壓強利用這個公式行不通!

判斷壓強同理可用受力分析方法：判斷出容器底對液體的支持力怎么變，即可得液體對容器底壓力怎

么變，繼而可得液體對底部壓強怎么變！

①熔化前的水液體受到豎直向下的重力G技水，容器底部對鹽水的支持力尸支，鹽

-水給冰豎直向上浮力，力的作用是相互的，冰給鹽水豎直向下的壓

力，有尸質(zhì)（冰對1MO=尸浮。由于冰漂浮，得尸洋=G冰，所以尸琉（林對

（冰給鹽水的壓力大小等于冰的重力）受力處直接標G冰，方

5M便后續(xù)比較，由力的平衡得：尸支=G*+G財

Wt

②熔化后的鹽水

I4'I液體受到豎直向下的重力G'（此時的鹽水包括原來的鹽水和冰熔

化后的水），G'=G?+G受力處標Gi*+Gjt水，方便后續(xù)比較

容器底部對鹽水的支持力尸支,，由力的平衡得：尸支'=G?+Ga*

G冰+G鹽水

綜上，得尸支=尸支'，容器底部對液體的支持力沒變，故液體對容器底的壓力也不變，又因為受力面

積沒變，所以液體對底部壓強P不變。由液體壓強公式p=pgh,冰熔化為水，鹽水的密度pI,因為P

不變，故液面高度〃升高。

此法技能判斷壓強，也判斷液面高度。

三、冰塊沉在酒精中，熔化后液面高度怎么變？液體對底部的壓強怎么變？

因為〃冰酒精，所以冰在酒精中是沉底的。

把冰拎出來，會有這樣一個

坑，坑的體積不就是V球

比較丫泳和熔化后水的體積丫水即可。

我們已經(jīng)知道冰熔化成水體積是減小的

即冰化成水填不滿洞，會留下空隙

水工（最終液面是相平的，比起原來的會降低）

所以液面高度會下降

由液體壓強公式：

（因為p水＞?酒柿，冰熔化成水,會導(dǎo)致酒精的密度〃t,而液面高度hI）

所以液體對底部壓強利用這個公式行不通!

判斷壓強同理可用受力分析方法：判斷出容器底對液體的支持力怎么變，即可得液體對容器底壓力怎

么變，繼而可得液體對底部壓強怎么變!

①熔化前的酒精、液體受到豎直向下的重力G酒椅，容器底部對酒精的支持

‘力產(chǎn)土，酒精給冰豎直向上浮力，力的作用是相互的，冰

u給酒精豎直向下壓力，有八，.

7GA—F-（因為冰沉底，浮力不再等于重力），所以對冰單獨做一

%7襁下受力分析）

綜上可得：Fis（沐對酒精＞=G冰—『文（容器對冰）

（冰給酒精的壓力大小二冰的重力一容器對冰的支持力）

受力處直接標G冰一尸工（容器對律），方便后續(xù)比較

由力的平衡得：F"G+G”一廠.

對冰作受力分析：由于冰沉底

八冰受到豎直向下的重力G.

/F上，容8s對冰〉容器底部對冰的支持力F支（容器對冰）

o酒精對冰豎直向上的浮力F浮

由力的平衡得：尸浮=