第3節(jié)水的浮力3液面高度變化問題（學生版）

水的浮力3液面高度變化問題目標導航目標導航課程標準課標解讀會用物體的浮沉條件解釋有關現(xiàn)象和解決簡單的實際問題。利用受力分析，推導物理浮力變化1、利用浮力公式與浮沉條件，判斷物體浸沒與漂浮時的液面高度變化；冰融化前后液面變化等，此類型難度較大。2、兩個物體放水中或繩子彈簧等拉著，考察受力分析等，難度較大。知識精講知識精講知識點01液面高度變化問題類型一:冰漂在某液體(1)純冰在純水中融化，融化后液面高度；(2)純冰在鹽水(或其他密度比水大的液體)中融化，融化后液面；(3)純冰在密度比水小的液體中融化，融化后液面高度。類型二:冰塊中含有其他雜質(zhì)，漂在水中(1)含有木塊(或其他密度比水的固體)的冰塊在純水中融化，融化后液面高度；(2)含有石塊(或其他密度比水的固體)的冰塊在純水中融化，融化后液面高度；(3)含有煤油(或其他密度比水的液體)的冰塊在純水中融化，融化后液面高度。類型三:冰塊中含有一定質(zhì)量的氣體，漂在水中，融化后液面【能力拓展】一、判斷方法(1)比較體積變化法:比較的是冰熔化前(或物體投放前)在液體中排開液體的體積和冰熔化成水后的體積(或物體投放后液體體積)的大小關系:若前體積大于后體積，液面下降；若前體積等于后體積，液面不變；若前體積小于后體積，液面上升。(2)比較壓力變化法:比較前后容器底部受到壓力的變化。F前=P前xS底=p液gh前S底,F后=P后xS底=p液gh后S底,根據(jù)前后壓力的大小關系得出液體前后深度的關系，再判斷液面的升降情況。(3)比較浮力變化法:比較前后浮力的變化判斷液面的升降。若F前浮>F后浮，則液面下降；若F前浮<F后浮,則液面上升；若F前浮=F后浮，則液面不變。二、狀態(tài)法及其使用(1)狀態(tài)法:變化前后液體中的物體所處的狀態(tài)進行比較來判斷液面的升降。(2)如何用“狀態(tài)法”速斷液面升降a.若變化前后液體中的物體都處于漂浮、懸浮狀態(tài)，而無沉體出現(xiàn)，則液面不變；b.若液體中的物體，在變化前無沉體，而變化后有沉體出現(xiàn)，則液面下降；c.若液體中的物體，在變化前有沉體，而變化后無沉體出現(xiàn)，則液面升高。【即學即練1】5.如圖，一杯果汁(密度大于水)，加冰后液面正好同杯口相平。則在冰塊熔化過程中(

)A.液面不變，液體不溢出

B.液面不變，液體溢出

C.液面下降

D.無法確定【即學即練2】（2019八上·蕭山月考）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________（填“上升”、“下降”或“不變”，下同）；該濃鹽水的密度為1.2g/cm3，露出水面的冰塊體積是冰塊體積的幾分之幾？________；若用水代替鹽水，則液面高度將________。（冰的密度為0.9g/cm3）知識點02繩子、彈簧等受力分析物體在液體中處于穩(wěn)定狀態(tài)，通常會受到重力、浮力、拉力(彈力)、支持力等作用，先利用二力平衡的條件受力分析，進一步答題。【能力拓展】浮力計算基本步驟①確定研究對象②確定物體運動狀態(tài)③確定物體受力情況④確定計算方法【即學即練1】（2019八上·義烏期中）如圖所示，彈簧上端與物塊m相連接，下端固定在容器底部。當物塊浸沒在水中靜止時與浸沒在酒精中靜止時，彈簧的彈力大小相等。物塊的體積為100cm3，酒精的密度為0.8×103kg/m3(不計彈簧質(zhì)量及體積)其中正確的是(

) A.物塊浸沒在水中靜止時彈簧對底部的拉力為0.2N

B.當彈簧脫離容器底部后靜止時物塊露出水面的體積為物塊體積的1/9

C.物塊浸沒在酒精中靜止時彈簧對物塊的支持力是0.1N

D.物塊的質(zhì)量為0.9kg【即學即練2】（2019八上·余姚期末）如圖用細線將正方體A和物體B相連放入水中，兩物體靜止后恰好懸浮，此時A上表面到水面的高度差為0.12m。已知A的體積為1.0×10﹣3m3，所受重力為8N；B的體積為0.5×10﹣3m3，g取10N/kg，求：（1）A的密度；（2）細線對B的拉力大小。能力拓展能力拓展考法01受到彈簧或繩子拉力時，誤認為拉力的方向都是向下物體在水下受到繩子拉力作用時，一定時向下的拉力；但彈簧可以壓縮也可以拉長，可能時向下的拉力或向上的彈力，要根據(jù)實際的伸長情況來確定?！镜淅?】（2019八上·天臺期末）如圖所示，在一個裝滿水的容器中，輕質(zhì)彈簧的一端連著小球，另一端固定在容器底部。已知小球的體積是500cm3，小球靜止時受到彈簧對它的作用力為4N。則：（1）此時小球受到的浮力為多少？（2）如果剪斷彈簧后，請分析小球的運動情況，并計算再次靜止后小球受到的浮力是多少？分層提分分層提分題組A基礎過關練1.（2020·杭州模擬）學了浮力知識后，小剛同學想探究冰在不同液體中熔化后的液面升降情況，他用如圖的方法，把冰塊分別放入濃鹽水、酒精，水中，結(jié)果熔化后液面比原來下降的是（

）A.鹽水

B.酒精

C.水

D.無法判斷2.（2018八上·溫州期中）如圖為底部有一小孔的花盆倒扣在水槽中，小明發(fā)現(xiàn)塑料花盆緩慢下沉直至沉入水槽底部，這個過程中花盆受到的浮力和水槽中液面的高度變化正確的是（

）A.浮力變大，液面高度下降

B.浮力變小，液面高度下降

C.浮力變大，液面高度上升

D.浮力變小，液面高度上升3.如圖所示，容器內(nèi)有水，有一試管下面掛一小鐵塊，浮在水面上?，F(xiàn)將小鐵塊取下放入試管中，試管仍浮在水面，則(

)A.液面上升

B.試管底部受到液體的壓強變大C.液面下降

D.試管所受到的浮力不變4.（2019八上·杭州期中）如圖所示，兩只完全相同的容器分別裝等質(zhì)量的水放在臺秤上，用細線懸掛著質(zhì)量相同的實心鉛球和鋁球，逐漸將它們?nèi)拷]在水中（球未接觸到容器底，水未溢出），此時臺秤甲、乙示數(shù)分別為N1和N2，繩的拉力分別為T1和T2，已知ρ鉛＞ρ鋁，則下列關系正確的是（

）A.N1=N2

T1＞T2

B.N1＞N2

T1＞T2

C.N1＜N2

T1＞T2

D.N1＞N2

T1＜T25.（2019八上·余姚期中）如圖所示，某圓柱形薄壁容器裝有適量的水，其底面積為20cm2，將物體B放入水中時，通過臺秤測得總質(zhì)量150g；使用一繩子提起物體B，物體B剛好有一半體積露出水面時保持靜止不動，此時臺秤示數(shù)為70g，并測得容器內(nèi)液面下降了1cm。則物體B的密度是(

)×103kg/m3

×103kg/m3

×103kg/m3

×103kg/m36.（2019八上·浙江期中）如圖所示，在一塊浮在水面的長方體木塊上放一質(zhì)量為272克的鐵塊甲，木塊恰好浸沒在水中。拿掉鐵塊甲，用細線把鐵塊乙系在木塊下面，木塊也恰好浸沒在水中，則鐵塊乙的質(zhì)量為（

）(ρ鐵＝7.8克/厘米3，ρ水＝1.0克/厘米3)A.312克

B.237克

C.318克

D.326克題組B能力提升練1.（2019八上·義烏月考）如下圖所示，四個相同的容器內(nèi)水面一樣高，a容器內(nèi)只有水，b容器內(nèi)有木塊漂浮在水面上，c容器內(nèi)漂浮著一塊冰塊，d容器中懸浮著一個空心球。則下列四種說法正確的一組是（

）①每個容器的總質(zhì)量都相等②b容器中再倒入酒精后，木塊在液面下的體積減?、踓容器中冰塊熔化后水面高度升高④d容器中再倒入酒精后，小球?qū)⑾鲁罙.③④

B.①④

C.①②

D.②④2.（2018八上·紹興期中）如圖，四個相同的容器內(nèi)水面一樣高，a容器內(nèi)有水，b容器內(nèi)有木塊漂浮在水面上，c容器內(nèi)漂浮著一塊冰塊，d容器中懸浮著一個空心球。下列四種說法正確的一組是()①每個容器的總質(zhì)量都相等；②四個容器中，液體對容器底的壓強相同；③在b容器中倒入酒精后，木塊在液面下的體積減?。虎躢容器中冰塊融化后水面高度將下降；⑤d容器中倒入酒精后，小球?qū)⑾鲁?。A.①②④

B.①③⑤

C.①②⑤

D.②③④3.（2020八上·余姚期中）如圖所示，邊長為10cm的立方體木塊A通過細線與圓柱形容器底部相連，容器中液面與A上表面齊平．從打開容器底部的抽液機勻速向外排液開始計時，細線中拉力F隨時間t的變化圖象如圖2所示．木塊密度ρ=0.5×103kg/m3，容器的底面積為200cm2，g=10N/kg。下列說法正確的是（

）A.隨著液體的排出，木塊受到的浮力不斷減小

B.容器中的液體是酒精

C.抽液機每秒鐘排出液體的質(zhì)量是10g

D.第30s時，木塊露出液面的高度是2cm4.如圖甲所示的圓柱形容器中裝有適量的某種液體，現(xiàn)將密度為0.6×103kg/m3的正方體木塊A放入容器中，木塊靜止時露出液面的體積與浸入液體的體積之比為1：3；在木塊上表面輕放一個物塊B（VA=2VB），A的上表面剛好與液面相平，如圖乙所示。若將物塊B單獨放入此液體中，它靜止時將（

）A.懸浮

B.漂浮

C.沉底

D.無法判斷5.（2019八上·浙江期中）三個相同的輕質(zhì)彈簧，一端固定在容器底部，另一端分別與三個體積相同的實心球相連，容器內(nèi)倒入某種液體，待液體和球都穩(wěn)定后，觀察到如圖所示的情況，乙球下方彈簧長度等于原長，這三個球受到浮力的大小關系是________（選填字母）；A．F甲＜F乙＜F丙B．F甲＞F乙＞F丙C．F甲=F乙=F丙這三個球的密度大小關系是________（選填字母）A．ρ甲＜ρ乙＜ρ丙

B．ρ甲＞ρ乙＞ρ丙

C．ρ甲=ρ乙=ρ丙其中________球（選填“甲”“乙”“丙”）的密度與液體密度相同。6.（2019八上·天臺期中）小明在水盆中洗碗，發(fā)現(xiàn)一個大碗正漂浮在水盆中，如圖所示。他將水盆底的一鐵沙球放入大碗中，但大碗仍然漂浮。與原先相比，大碗所受到的浮力將________（選填“變大”、“不變”或“變小”），水盆中的水面將會________（選填“上升”、“不變”或“下降”）。7.（2021·杭州）小金把家里景觀水池底部的鵝卵石取出清洗他先將一個重為10N的空桶漂浮在水面上，然后將池底的鵝卵石撈出放置在桶內(nèi)，桶仍漂浮在水面(不考慮撈出過程中帶出的水，ρ水=1.0×103kg/m3)（1）空桶漂浮在水面時所受浮力大?。?）鵝卵石撈出放置在桶內(nèi)時，水池水面高度與鵝卵石未撈出時相比會

▲

(選填“上升”、“下降”或“不變”)。若此時桶排開水的體積為6.0×103m3，求桶內(nèi)鵝卵石的質(zhì)量。8.把邊長L＝0.5m、密度ρA＝0.6×103kg/m3的正方體A放入底面積為S＝1m2的柱形盛水容器中，如圖甲所示。將物塊B輕放在A的上面，容器中的水面上升了0.01m，如圖乙所示，則物塊B的質(zhì)量為________kg。9.（2020八上·余杭月考）人們常用“冰山一角"來形容事物顯露出來的僅僅是其很小的部分，更多的還隱藏在表面現(xiàn)象之下。事實上，冰山浮在海水中的確只露”一角"(如圖所示)。若現(xiàn)有一座冰山，它露出海面的體積是2000m3，(已知：海水的密度取ρ海水=1×103kg/m3，冰的密度ρ冰=0.9×103kg/m3)。則：（1）假如此冰山完全熔化，則液面將________(填“不變”、“降低”或“上升")；（2）這座冰山的總體積為多少？題組C培優(yōu)拔尖練1.如圖甲所示，高5cm、重5N的長方體物塊被彈簧固定在燒杯底部?，F(xiàn)向燒杯中勻速緩慢加水，水位高度H隨時間變化如圖乙所示（整個過程中，彈簧每受到1N的力伸長或壓縮1cm，彈簧體積及所受浮力忽略不計）。下列說法正確的是（

）A.t1時刻，彈簧處于伸長狀態(tài)

B.t1~t2時刻，彈簧的長度變化了15cmC.t.時刻，物體所受的浮力為10N

D.該物體的密度為0.4×103kg/m32.（2020八上·溫嶺期中）小科在一根一端密封的空心玻璃管下端繞上一段細鐵絲（體積忽略不計），制成一支自制密度計，用它來測量液體密度，測量過程中杯內(nèi)液體總量沒有變化。（1）在空心玻璃管下端繞上一段細鐵絲的目的________（2）當密度計在杯中漂浮時，液面高度在A處(如圖甲)。此時，密度計受到的浮力________重力(選填“<”、“=”或“>”)。（3）使用中，小科發(fā)現(xiàn)細鐵絲很容易滑落，于是他改變這段細鐵絲的形狀，并把鐵絲置于玻璃管內(nèi)，再次測量同一杯液體密度(如圖乙)，玻璃管浸入液體中的深度將________(填“變大”、“變小”或“不變”)。3.（2020八上·奉化期末）如圖甲所示，在容器底部固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧受到的拉力跟彈簧的伸長量關系如圖乙所示，彈簧上端連有一邊長為0.1m的正方體物塊A，當容器中水的深度為20cm時，