初中物理尖子生自主招生培優(yōu)講義版塊10 浮力 專題10-3　液面升降問(wèn)題 （學(xué)生版）

頁(yè)專題10-3液面升降問(wèn)題知識(shí)·解讀一、純冰熔化類型：此類題型的重要推論：（1）若冰塊漂浮于水中，則冰熔化后液面不變；（2）若冰塊漂浮于密度大于水的液體中，則冰熔化后液面上升；（3）若冰塊漂浮于(或浸沒(méi)于)密度小于水的液體中，則冰熔化后液面下降。二、冰塊與其他物體組合漂浮類型此類題型的重要推論：（1）若ρ物>ρ水，則冰熔化后液面下降；（2）若ρ物=ρ水，則冰熔化后液面不變；（3）若ρ物<ρ水，則冰熔化后液面不變。三、分析方法：①基本公式法；②受力分析法；=3\*GB3③等效替代法（以上推論及分析方法會(huì)在后文例題中講解）典例·解讀類型一：純冰熔化于純水例1、例1、有一塊冰浮在容器的水面上，當(dāng)冰塊完全熔化后，水面高度將怎樣變化？【答案】【答案】液面高度不變．【解析】利用基本公式推導(dǎo)推論：∵漂浮時(shí)F?。紾冰冰塊熔化前排開水的體積（即圖中水下部分）為：V排＝F浮/ρ水g＝G冰/ρ水g＝m冰/ρ水又∵冰化成水后質(zhì)量不變：即m冰=m水∴冰塊化成的水的體積為：V＝m水/ρ水＝m冰/ρ水所以液面高度不變（相當(dāng)于冰塊化成的水剛好填補(bǔ)滿了圖中的水下部分）也即推論（1）：若冰塊漂浮于水中，則冰熔化后液面不變；類型二：純冰熔化于其他溶液例2、例2、將冰塊放在濃鹽水中，液面位置如圖所示，若冰完全熔化，杯中液面高度將()A.上升B.下降C.不變D.無(wú)法確認(rèn)【答案】【答案】液面高度不變．【解析】方法一：基本公式法判斷與的大小關(guān)系當(dāng)冰漂浮在鹽水中，G=F浮=ρ由于ρ鹽水>ρ水，所以方法二：受力分析法根據(jù)p=FS、p=ρ液gh，判斷容器底部所受液體壓強(qiáng)是否變化，進(jìn)而推斷液體深度的變化。冰熔化前后，容器底部所受液體壓力等于冰塊和鹽水的總重力，因此液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)不變。但冰熔化后，鹽水的密度變小，根據(jù)知方法三：等效替代法我們可以將物體中的液體（或冰熔化后水）近似處理為利用輕質(zhì)薄膜緊密包好后放入容器。就可以利用上題中的分析方法判斷出液面變化；然后假設(shè)將薄膜戳破之后，判斷液體的流動(dòng)引起的液面升降。漂浮于鹽水中的冰塊熔化為水之后，由于薄膜包好的水的密度小于鹽水，因此繼續(xù)漂浮并有部分體積露出水面，總浮力仍等于總重力保持不變，因此液面將保持不變。然后戳破薄膜，露出液面部分的水將分散開來(lái)，增加液面的高度，因此液面實(shí)際將上升。由此總結(jié)出以下推論：（2）若冰塊漂浮于密度大于水的液體中，則冰熔化后液面上升；（3）若冰塊漂浮于(或浸沒(méi)于)密度小于水的液體中，則冰熔化后液面下降.類型三：組合漂浮物類型例3、一艘漂浮在小水池上的小船，一人進(jìn)行如下操作時(shí)，能使池中水面升高的是（）A．將船上的鐵塊投入水中B．將水中的石塊撈入船中C．從水面撈木塊入船中D．將池中的水裝一些入船中【答案】【答案】B．【解析】方法一：基本公式法（判斷V排）此類問(wèn)題的解題思路：當(dāng)容器內(nèi)液體總量不變時(shí)，液面之所以會(huì)變化，是因?yàn)槲矬w排開液體的體積發(fā)生了改變。增大，則液面上升；增大，則液面上升；不變，則液面不變；減小，則液面降低。方法二：整體法又因?yàn)?，因此我們可以通過(guò)的變化來(lái)判斷液面的變化。若增大，則液面上升；若不變，則液面不變；若減小，則液面降低。A選項(xiàng)：將船上的鐵塊投入水中。鐵塊投入水中前，船和船上物體處于漂浮狀態(tài)，所受總浮力等于總重力。將鐵塊投入水中，鐵塊沉底，此時(shí)船和鐵塊所受總浮力小于總重力。因此，將船上的鐵塊投入水中后，總浮力減小，減小，液面降低。物體全部為固體時(shí)（且不受外力作用），若?。ㄆ?、懸?。┳兂粒ǔ恋祝r(shí)，總浮力減小，減小，液面降低。反之，若沉（沉底）變浮（漂浮、懸?。r(shí)，總浮力增大，增大，液面升高。如選項(xiàng)B：將水中的石塊撈入船中。石塊由沉底變?yōu)槠顟B(tài)，總浮力增大，增大，液面升高。C選項(xiàng)：從水面撈木塊入船中。木塊撈入船中前處于漂浮狀態(tài)，撈入船中后依然處于漂浮狀態(tài)。即前后總浮力都等于總重力，因此浮力不變，不變，液面不變。換言之，保持浮著（可漂浮、懸浮變化）時(shí)，液面不變。如D選項(xiàng)，將池中的水裝一些入船中，可以認(rèn)為水從懸浮變?yōu)槠?，總浮力不變，不變，液面不變。培?yōu)·訓(xùn)練一、選擇題1、如圖，容器中水面上漂浮著一只空碗，水底沉著一只土豆。若將土豆取出放入碗中(碗仍能漂浮在水面)，則水面高度將()1、如圖，容器中水面上漂浮著一只空碗，水底沉著一只土豆。若將土豆取出放入碗中(碗仍能漂浮在水面)，則水面高度將()A.下降B.上升C.不變D.條件不足，難以判斷22、如圖所示，一只漂浮在水面上的碗中裝有若干石子?，F(xiàn)將石子全部投入水中后，水面將()A.保持不變B.升高一些C.降低一些D.都有可能3、如圖所示，放在水平桌面上的三個(gè)完全相同的容器內(nèi)，裝有適量的水，將A、B、C三個(gè)體積相同的正方體分別放入容器內(nèi)，待正方體靜止后，三個(gè)容器內(nèi)水面高度相同．下列說(shuō)法正確的是()A.物體受到的浮力大小關(guān)系為FA＞FB＞FCB.三個(gè)物體的密度大小關(guān)系為ρA＞ρB＞ρCC.容器底部受到水的壓力大小關(guān)系為F甲＞F乙＞F丙D.容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)大小關(guān)系為p甲＝p乙＝p丙第3題圖第4題圖4、如圖所示，在一水缸中漂浮著一空臉盆，若把水缸中的水取一部分倒入臉盆中，臉盆仍漂浮在水面上，則水缸中的水面將（）A．上升B．下降C．不變D．無(wú)法確定5、漂浮在水面上的冰塊，若冰塊中含有砂粒，當(dāng)冰完全熔化后，容器內(nèi)的水面將（）A．上升B．下降C．不變D．無(wú)法判定6、（多選）如圖所示，水面上浮有一大塊0℃的冰,冰中包有其他的實(shí)心物體,當(dāng)冰全部溶化后,關(guān)于液面升降的正確判斷是()A.如果冰中包的是0℃的冰,水面將上升B.如果冰中包的是鐵塊,水面將下降C.如果冰中包的是密度比水小的木塊,水面將不變D.如果冰中包的是密度比水小的液狀油,且油不溶于水,油面將和原來(lái)的水面一樣高第6題圖第7題圖第8題圖7、（多選）如圖所示，水平桌面上一盛有鹽水的容器中漂浮著一冰塊(ρ鹽水>ρ冰)，冰塊熔化前后，下列說(shuō)法正確的是()A.冰塊漂浮時(shí)，所受浮力等于重力B.冰塊熔化后，容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)增大C.冰塊熔化后，液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)不變D.冰塊熔化后，容器中鹽水的密度不變8、把盛有小石子和泡沫塑料塊的小燒杯，放入盛有水的大水槽里，小燒杯能漂浮在水面上，且水面位置如圖所示。(1)若將小燒杯里泡沫塑料塊全部投入水里，且泡沫塑料塊浮在水面，大水槽里的水面將（）(2)再將小燒杯里的小石子全部投入水里，大水槽里的水面將（）A、上升B、下降C、不變D、均有可能二、填空題1、（1）把一個(gè)冰塊放到一個(gè)盛水的燒杯里,冰塊漂浮在水面,等冰塊完全融化后,燒杯里的水面______；（2）冰塊內(nèi)包一不計(jì)質(zhì)量的氣泡,將該冰塊放到一個(gè)盛水的燒杯里,冰塊漂浮在水面,等冰塊完全融化后,燒杯里的水面______；（3）冰塊內(nèi)包一木塊,將該冰塊放到一個(gè)盛水的燒杯里,冰塊漂浮在水面,等冰塊完全融化后,燒杯里的水面______；（4）冰塊內(nèi)包有煤油,將該冰塊放到一個(gè)盛水的燒杯里,冰塊漂浮在水面,等冰塊完全融化后,燒杯里的總液面______；（5）冰塊內(nèi)包有酒精,將該冰塊放到一個(gè)盛水的燒杯里,冰塊漂浮在水面,等冰塊完全融化后,燒杯里的總液面______；（6）冰塊內(nèi)包一鐵塊,將該冰塊放到一個(gè)盛水的燒杯里,冰塊漂浮在水面,等冰塊完全融化后,燒杯里的水平面______；（7）把一個(gè)冰塊放到一個(gè)盛鹽水的燒杯里,冰塊漂浮在鹽水面,等冰塊完全融化后,燒杯里的液面______。22、將一冰塊用細(xì)線拴住慢慢地浸入到酒精中，并保持懸置狀態(tài)(如圖)，在冰塊浸入的過(guò)程中，臺(tái)秤的讀數(shù)將________（填“增大”“減小”或“不變”），在冰塊熔化程中，容器內(nèi)液面將________（填“上升”“下降”或“不變”），臺(tái)秤的讀數(shù)將________（填“增大”“減小”或“不變”）。（已知：冰的密度為0.9×103kg/m3，酒精的密度為0.8×103kg/m3；整個(gè)過(guò)程中無(wú)液體溢出）