初二物理 典型问题分析 漂浮中的液面升降问题.
最新初二浮力液面升降
![最新初二浮力液面升降](https://img.taocdn.com/s3/m/9e9f82bbe87101f69f319593.png)
所以V排<V水,即熔化后水面要上升。
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 0.9×103千克/米3;浓盐水的密度是1.1×103千 克/米3).如果冰块全部熔化后,则 ( )
V排=F浮/ρ水g=G总/ρ水g=(G冰+G油)/ρ水g=(m冰
+m油)/ρ水 ①
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/ρ水+m油/ρ油=m冰/ρ水+m油/ρ油 ②
比较①②式,∵ρ油<ρ水,∴V>V排 所以液面上升。
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
解析:冰块熔化前,在酒精中处于漂浮状态.V排=m冰/ρ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/ρ水(∵冰化成水后质量不变m冰= m水, m水 /ρ水=m冰/ρ水)……..(2)
比较冰块熔化前与冰块熔化后排开液体的体积可得
(三)、证明
G,变化前后在液体中所受
的总浮力分别为F浮、F浮′. 若变化前后均无沉体出现,由浮沉条件知
F浮=F浮′=G, ρ液gV排′=ρ液gV排,则 V排′=V排,故液面不变. 若变化前无沉体,变化后有沉体,由浮沉条件知
F浮=G,F浮′<G, 则 F浮′<F浮,即 V排′<V排, 故液面下降. 若变化前有沉体,变化后无沉体,由浮沉条件知
高度下降)
二、含有液体杂质的冰漂浮在水中熔化后的 液面升降情况:
1、含有煤油(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)
一组有趣的关于浮力的液面升降问题
![一组有趣的关于浮力的液面升降问题](https://img.taocdn.com/s3/m/c0793df29e31433239689309.png)
一组有趣的关于浮力的液面升降问题
例1、烧杯水面浮着一块冰,完全熔化后,烧杯中的水面如何变化?
例2、烧杯水面漂浮着一块冰,冰块中包着一个小石子,当冰块完全融化后,烧杯中的水面如何变化?
变形题:1、如果冰块内包的是一木块,情况又如何?
2、如果冰块内是一大气泡,情况又如何?
例3、烧杯中的水面漂浮着一个木块A,木块A的上面静止放着一铁块B,,它们一起漂浮在水面,当铁块B沉入水中底,烧杯中的水面如何变化?
变形题:1、木块A下端用细线连着一铁块B一起漂浮在水面,当把连着的细线剪断后铁块B沉入水底,烧杯中的水面如何变化?
2一艘小船浮在水面上,船上有一块大石头。
问:当把大石头扔进水里,水面是上升还是下降?
利用浮力知识测密度例1、弹簧秤、小石子、烧杯、水
例2、量筒、小酒杯(可放如量筒)、水
变形题:量筒、小杯(可放如量筒)、小石子、水。
巧解“液面升降”问题
![巧解“液面升降”问题](https://img.taocdn.com/s3/m/94c5323310661ed9ad51f3f4.png)
巧解“液面升降”问题湖北省荆门市漳河中学曾祥俊学习完初中物理《浮力》这一部分内容后,常常会遇到有关“液面上升还是下降”的讨论的题目。
这类题若用常规方法解答,很繁锁,且容易出错,但采用如下方法解答,既快捷,又不易出错。
基本解答思路:液面的升降由过程前后的排开液体的体积决定,即V排变大,液面上升;V排变小,液面下降;V排不变,液面不变。
根据阿基米德原理有:V排=F浮/(ρ液g),此类题中ρ液一般不会变,这样就可以把讨论V排的变化转化成讨论F浮的变化,即过程前后F浮变大,液面上升;F浮变小,液面下降;F浮不变,液面不变。
而根据浮沉条件讨论浮力的变化相对而言要简单多了,这样问题就得到了简化。
下面就举几个例子来谈谈具体的巧解过程。
例一、在一装水的大烧杯中浮有一小盒,且盒中有几粒小石子,当把盒中的小石子取出投入烧杯的水中,静止时,烧杯的水面是上升了还是下降了?巧解:过程前,盒子和石子作为一个整体漂浮在水面上,根据漂浮条件有F浮1=G总=G盒+G石.过程后,盒子漂浮在水面上,所以有F浮盒=G盒,石子在水中下沉,所以有F浮石<G石,总体浮力F浮2=F浮盒+F浮石<G盒+G石,即F浮1>F浮2,所以水面下降。
例二、一块纯冰漂浮在一装水的烧杯中静止,当冰完全化成水后,烧杯中的水面如何变化?巧解:过程前,冰块漂浮在水面上,所以有F浮1=G冰,过程后,(假设冰化成水后仍成团没有散开)此“水团”在水中应悬浮(密度相等悬浮),所以然有F浮2=G水团(悬浮时浮力等于重力),又冰化成水质量不变,所以有F浮2=G冰,即F浮1=F浮2,所以水面保持不变。
例三、若在例二中,纯冰中有一气泡,情况又如何?巧解:过程前,冰块漂浮在水面上,所以有:F浮1=G冰+G泡。
过程后,气泡在水中静止时肯定是漂浮,因此有F浮2=F浮水团+F浮气泡=G水团+G泡=G冰+G泡,即F浮1=F浮2,所以水面保持不变。
例四、若例二中,冰中有杂质,如“木屑”或“沙子”,情况又分别如何?巧解:(1)当冰中杂质是木屑时,过程前,F浮1=G总=G木屑+G冰(漂浮时浮力等于重力),过程后,冰化成水,“水团”在水中是悬浮,F浮水团=G水团=G冰,木屑在水中应漂浮,F浮木屑=G木屑,所以总体浮力F浮2=G冰+G木屑,即F浮1=F浮2,所以水面保持不变。
力学专题 液面升降问题
![力学专题 液面升降问题](https://img.taocdn.com/s3/m/6b3be4e4960590c69ec3766a.png)
液面升降问题考查要点液面升降问题是中考压轴题的考查热点,近三年(2014-2016年)的中考压轴题都是考查这方面的问题,以液体的压强和浮力为载体,考查学生对液体压强、浮力知识的综合运用能力。
解题思路利用量筒的原理1.基本思路:【例1】如图17-1所示,容器内分别装有水和盐水,在液面上浮着一块冰,问:(1)冰在水中熔化后,水面如何变化?(2)冰在盐水中熔化后,液面如何变化?(a)(b)图17-1【思路点拨】容器中的液面高度变化是由于容器中物体排开液体的体积与液体体积之和发生变化引起的。
根据,因容器内原来的水的体积不变,关键是比较两个体积,一个是冰熔化前,排开水的体积,一个是冰熔化成水后,水的体积。
求出这两个体积,再进行比较,就可得出结论。
【解】(1)如图(a)所示,冰在水中,熔化前处于漂浮状态。
===①冰熔化成水后,质量不变:=求得:==②比较①和②,=也就是冰熔化后体积变小了,恰好占据了原来冰熔化前在水中的体积。
所以,冰在水中熔化后液面不变(2)冰在盐水中:冰熔化前处于漂浮,如图(b),则===③冰熔化成水后,质量不变,推导与问题(1)相同。
=④比较③和④,因为<所以>也就是冰熔化后占据的体积要大于原来冰熔化前在盐水中的体积。
所以,冰在盐水中熔化后液面上升了。
【答案】(1)冰在水中熔化后液面不变。
(2)冰在盐水中熔化后液面上升。
【变式练习】冰放在密度小于冰的液体中,静止后处于什么状态,熔化后,液面又如何变化?【例2】如图17-2所示,底面积为的圆柱形容器内盛有适量的水,另一底面积为的圆柱体A有部分体积浸在水中,当圆柱体A相对于容器下降高度为h时(水没有溢出,圆柱体A也未全部没入水中),求:容器中液体高度的变化量?图17-2【思路点拨】解法一:画出情境图,如图17-3所示,找出体积之间的关系图17-3即:①Δh②②-①可得Δh因为所以ΔhhΔh=。
解法二:如图17-4,圆柱体下降h后,体积为的水被挤走,图17-4水被挤到原水面上圆柱体周围的区域,体积为Δh所以h解得Δh=。
浮力液面升降问题推导过程
![浮力液面升降问题推导过程](https://img.taocdn.com/s3/m/f1b8b7c78662caaedd3383c4bb4cf7ec4afeb623.png)
浮力液面升降问题推导过程摘要:1.浮力液面升降问题的背景和基本概念2.浮力的计算公式和影响因素3.液面升降问题的推导过程4.浮力液面升降问题的应用举例5.结论正文:浮力液面升降问题是物理学中的一个经典问题,它涉及到浮力的计算和液体液面的升降。
浮力是指物体在液体中受到的向上的力,它的大小等于物体排开液体的重力。
浮力的计算公式为:F 浮= ρ液体V 排g,其中,F 浮表示浮力,ρ液体表示液体的密度,V 排表示物体排开液体的体积,g 表示重力加速度。
影响浮力大小的因素有:液体的密度、物体排开液体的体积和重力加速度。
当液体的密度增大、物体排开液体的体积增大或重力加速度增大时,浮力会相应地增大;反之,当液体的密度减小、物体排开液体的体积减小或重力加速度减小时,浮力会相应地减小。
液面升降问题的推导过程如下:假设有一个物体在液体中,物体的密度为ρ物,液体的密度为ρ液体,物体的体积为V 物,排开液体的体积为V 排。
当物体漂浮在液体表面时,浮力等于物体的重力,即:F 浮= G 物= ρ物V 物g。
根据阿基米德原理,物体排开的液体受到的重力等于物体受到的浮力,即:G 排= F 浮= ρ物V 物g。
因此,物体排开的液体的重力等于物体的重力,即:ρ液体V 排g = ρ物V 物g。
由此可得,物体排开液体的体积等于物体的体积,即:V 排= V 物。
因此,当物体漂浮在液体表面时,液面不会升降。
当物体沉入液体底部时,浮力小于物体的重力,即:F 浮< G 物= ρ物V 物g。
根据阿基米德原理,物体排开的液体受到的重力等于物体受到的浮力,即:G 排= F 浮< ρ物V 物g。
因此,物体排开的液体的重力小于物体的重力,即:ρ液体V 排g < ρ物V 物g。
由此可得,物体排开液体的体积小于物体的体积,即:V 排< V 物。
因此,当物体沉入液体底部时,液面会下降。
当物体悬浮在液体中时,浮力等于物体的重力,即:F 浮= G 物= ρ物V 物g。
对浮力中液面升降问题的探究
![对浮力中液面升降问题的探究](https://img.taocdn.com/s3/m/e2d6f1a1b9f67c1cfad6195f312b3169a451ead6.png)
对浮力中液面升降问题的探究液体中的浮力是指物体浸泡在液体中受到的向上的力。
当物体完全或部分浸入液体中时,液体对物体的压力会导致物体受到一个向上的浮力,这个浮力的大小等于物体排开的液体的重量。
浮力的大小可以通过阿基米德定律来计算:浮力等于排开的液体重量,即F_b=ρVg,其中F_b为浮力,ρ为液体的密度,V为物体排开液体的体积,g为重力加速度。
当液体中的液面升降时,测量物体浮力的方法有很多种,下面我们就根据不同情况进行探究。
情况一:液体容器固定不动,液面升降。
在这种情况下,液体容器固定不动,因此液体容器内的液体体积不变。
根据阿基米德定律,物体受到的浮力等于物体排开的液体的重量,所以液面升降并不会对浮力产生影响。
例如,当我们在一个装满水的容器中放入一个物体,物体会受到一个向上的浮力。
当我们升高液面时,液体的密度和物体排开的液体体积都不会改变,所以浮力的大小也不变。
同样,当我们降低液面时,浮力的大小仍然保持不变。
情况二:液体容器可以移动,液面升降。
在这种情况下,液体容器可以移动,液体容器内的液体体积会随之改变。
此时,液面升降会对浮力产生影响。
当液面升高时,液体密度和物体排开的液体体积都不变,所以浮力的大小也不变。
但是,由于液体容器也随之上升,液体容器内的液体的重力势能增加,而根据能量守恒定律,液体容器内的液体的重力势能增加需要从其他地方得到能量,这个能量来自物体受到的浮力。
因此,在液面升高时,浮力的一部分会用于提供液体容器上升所需的能量,从而导致浮力减小。
同样地,在液面降低时,液体容器内的液体的重力势能减小,液体容器下沉,能量会转化为物体受到的浮力,这样浮力就增大了。
综上所述,当液体容器可以移动时,液面升降会对浮力产生影响。
液面升高时,浮力减小;液面降低时,浮力增大。
初中物理学习中如何解决浮力问题中液面的升降问题
![初中物理学习中如何解决浮力问题中液面的升降问题](https://img.taocdn.com/s3/m/3d9df4650b1c59eef8c7b4b3.png)
初中物理学习中如何解决浮力问题中液面的升降问题[日期:2010-10-22] 来源:北小营中学作者:李立清[字体:大中小] 在学习浮力时,大多学生认为不好学,尤其是在一些特殊题型的解法上有些学生感到很头疼,不知道解题的思路,就更不知道从何下手,在考试中影响了自己的成绩。
下面就浮力中有关这种特殊题型的解决谈谈自己的解题体会。
首先是冰融化后考虑容器中液面升降的问题:题目1 在一个盛有水的烧杯中放入一个冰块,水不溢出,过一段时间冰融化后,问杯中液面上升、下降还是不变?解析根据阿基米德原理和浮沉条件列出关系式(1)F浮=G排水, 经整理得到V排=m排水/ρ水(2)F浮=G冰,G化水=G冰→m化水=m冰→V化水=m冰/ρ水由于F浮相等,G排水=G冰→m排水=m冰,所以V排=V化水,即液面不变。
注意:液面上升也好、下降也好,这类问题关键在于我们比较的问题是什么,确立好问题就知道如何下手。
实际上我们要比较的是冰融化前在水中的排水体积和冰融化后的水的体积的大小关系。
冰块可以放在水中,那将它放在其他液体中会怎样呢题目2 在一个盛有盐水的烧杯中放入一个冰块,水不溢出,过一段时间冰融化后,问杯中液面上升、下降还是不变?解析根据阿基米德原理和浮沉条件列出关系式(1)F浮=G排盐水, 经整理得到V排=m排盐水/ρ盐水(2)F浮=G冰,G化水=G冰→m化水=m冰→V化水=m冰/ρ水由于F浮相等,G排盐水=G冰→m排盐水=m冰,但是ρ盐水>ρ水所以V排<V化水,即液面上升。
注意:题目2与1的区别是烧杯中盛放的液体不同。
在考虑(1)和(2)中最后V排与V化水时,要考虑到液体密度的不同。
题目3 在一个盛有酒精的烧杯中放入一个冰块,水不溢出,过一段时间冰融化后,问杯中液面上升、下降还是不变?解析在拿到这个题目时,大部分学生如果掌握了上面两个题的解题过程,很快的就会列出阿基米德原理和浮沉条件关系式,但是他没有考虑到酒精的密度和水密度的关系,冰块不会漂浮怎么办?但是如果考虑到冰会沉到杯子的底部,冰融化体积减小,自然答案就会出来,液面下降。
浮力知识中液面升降问题的探讨
![浮力知识中液面升降问题的探讨](https://img.taocdn.com/s3/m/08234acfaa00b52acfc7caf0.png)
浮力知识中液面升降问题浮力知识中的液面升降问题,是初中学生学习过程中的一个难点。
究其主要原因,可能有三个方面:第一、相对一般初中学生的身心发展的特点而言,这类知识本身的难度相对较大。
第二、初中学生的分析归纳能力较欠缺。
第三、这类问题在学生的习题中以零散的形式出现,学生只能就题论题,未能分类归纳。
因此,在复习阶段教师有必要以专题复习方式,系统地对这一类问题进行分析归纳,总结出解题思路和方法,指导学生解题,从而深化对知识的理解,提高分析问题、解决问题的能力。
下面分析三种常见情况。
一、纯冰浸于液体例1、将一定质量的纯冰,浸于下列三类液体中,当冰完全熔化后,讨论液面高度的变化:①液体密度ρ液=ρ水②液体密度ρ液>ρ水③液体密度ρ液<ρ水分析:如图1,设冰块熔化前的质量为m冰、体积为V冰,完全熔化成水之后的质量为m化,体积为V化∵m冰=m化,∴V化=V冰,冰熔化前排开水的体积为V排,假设液体不流动,取出冰之后就留下一个体积为V排的“空洞”,将冰熔化的水(体积V化),“填补”回“洞”中,比较V化和V排的大小,即可判断液面的升降。
①ρ液=ρ水,冰块熔化前漂浮于液面。
有F浮=G冰,即ρ液gV 排=ρ冰gV冰,V排=V冰=V冰=V化,∴液面高度不变。
②ρ液>ρ水,熔化前冰块漂浮,F浮=G冰,即ρ液gV排=ρ冰gV冰,V排=V冰<V化∴液面升高③ρ液<ρ水,分为两种情况:a. ρ冰<液<ρ水,熔化前冰漂浮,V排=V冰>V化,∴液面下降b. ρ液<ρ冰,熔化前冰浸没于液体中,V排=V冰>V冰=V化,∴液面下降二、含有杂质的冰浸于水中例2、将一含有杂质的冰块放于水中,处于漂浮状态,若冰中的杂质属于下列三种情况,则当冰完全熔化时,水面的高度将如何变化?①杂质为气泡,②杂质密度ρ杂>ρ水,③杂质密度ρ杂<ρ水。
分析:冰块中的冰熔化成水后的体积V化=V冰。
浮力液面升降问题推导过程
![浮力液面升降问题推导过程](https://img.taocdn.com/s3/m/f9129354b94ae45c3b3567ec102de2bd9605de11.png)
浮力液面升降问题推导过程
浮力液面升降问题的推导过程如下:
假设有一个放置在液体中的物体,该物体的质量为m,体积为V。
根据阿基米德定律,物体所受的浮力F_b等于被物体排开的液体的质量乘以重力加速度g,即F_b = ρ_fluid * V * g,其中ρ_fluid为液体的密度。
当物体完全浸没在液体中时,物体所受到的浮力等于其重力,即F_b = m * g。
可以推导得到液体的密度ρ_fluid = m / V。
现在考虑当物体下沉一段距离后,液体的液面高度发生变化。
设液面上升的高度为h,物体下沉的距离为d。
则物体在液体中的体积变化为V' = V * (d / h)。
液体的质量没有发生变化,仍然等于原来液体的质量加上物体的质量,即ρ_fluid * V = (m + ρ_fluid * V' )。
结合前两个等式,可以得到:
m / V = (m + ρ_fluid * V' ) / V
m / V = (m + ρ_fluid * V * (d / h)) / V
m = m + ρ_fluid * V * (d / h)
0 = ρ_fluid * V * (d / h)
由于物体下沉一段距离后,液体的密度和体积是不会发生变化的,因此上式成立。
由此可知,当物体下沉一段距离后,液体的液面高度上升的高度h与物体下沉的距离d满足h = d。
这就是浮力液面升降问题的推导过程。
浮力液面升降问题△h解析
![浮力液面升降问题△h解析](https://img.taocdn.com/s3/m/3c2989ca710abb68a98271fe910ef12d2af9a933.png)
阿基米德原理解析:浮力液面升降问题浮力液面升降问题涉及到物体浸入液体中时液面的变化。
根据阿基米德原理,物体浸入液体中受到的浮力大小等于物体排开的液体的重量。
当物体浸入液体中时,液面会升高,而当物体浮出液体时,液面会降低。
设物体的体积为V,液体的密度为ρ,液面升降的高度差为△h,液体上方的空气密度为ρ₀。
根据阿基米德原理,浮力F的大小为:
F = ρgV
其中,g为重力加速度。
当物体完全浸入液体中时,液体上方的液体和空气的体积总和为V + △hS,其中S为物体在液面上的横截面积。
根据液体的密度公式ρ = m/V,可得液体的质量为m = ρ(△hS)。
液体的质量等于物体的质量,即ρ₀V = ρ(△hS),进一步得到液面升降的高度差△h的表达式:
△h = (ρ₀/ρ)S
根据上述公式可以看出,液面升降的高度差△h与液体和物体的密度比(ρ₀/ρ)成正比,与物体在液面上的横截面积S成正比。
当液体的密度接近或等于物体的密度时,液面升降的高度差△h将较大。
而当液体的密度远小于物体的密度时,液面升降的高度差△h将较小。
需要注意的是,上述的分析基于一些假设,如忽略了液体的
表面张力、物体形状的影响等。
实际情况中,这些因素可能会对液面升降的高度差产生一定的影响。
因此,在具体问题中还需综合考虑这些因素来进行更准确的分析和计算。
例析浮力中“液面升降”判断与归纳
![例析浮力中“液面升降”判断与归纳](https://img.taocdn.com/s3/m/286ec3f3aef8941ea76e0577.png)
r 一 m冰, n .
。 ②
点 拔 由 ① 和 ② 比较 , 因为 P , 水< 水, 所
以 水> V捧, 即冰 化成 的 水 体积 大 于 冰 排 开 鲜
桔水 的体 积 , 水 面上 升 。 ▲ 故
即电流表示数不变 电压表 ④ 测的是 R 的电 。
压, 根据 直接 法 U。= 1R , 的 阻值与 通过 R 1 R
D 电流表 示数 变大 、 . 电压 表示 数变 小 。 解析 把 电压 表 看 成 开 路 , 流表 看 成 导 电 线, 简化 电路后 就 是 一个 串联 电路 了 。 电流 表 测
的电流都不变, 所以电压表 ④ 的示数也不变。 电 压表 ≥ 测的是滑动变阻器上一段的电压, 同理
到的 浮力小 于铁块 的重 力 , F < G铁。 即 l 弹
点拔 由阿基米 德原 理 F = 浮
一
g 排, V 得
例 1 烧 杯 的水 面上浮 着一块 冰 , 当冰块全 部 熔化 后 , 面将上 升 、 水 下降 还是保 持不 变 ?
解析 因为 冰块 漂 浮 , 以冰 块 受 到 的浮 所
杨 昌全
贵 州 望谟 第 二 中学 校 , 州省 望 谟 县 5 2 0 贵 530
浮力是初 中力学 中的重点 , 也是难点 之一 。 在 Gt, t 当冰块完 全熔 化后 , 块下 沉 , 时 , 块受 铁 此 铁
浮力 中一些液 面升降 的问题 , 生总是难 于下手 。 学
为此笔者 给予归纳 和判断 , 以供 同学们 学习参考 。
一
) 即 冰 化 成 的水 刚 好 填 满 排 开 部分 , 水 面 , 故
探究浮力中液面升降问题新思路
![探究浮力中液面升降问题新思路](https://img.taocdn.com/s3/m/3ecb69514b73f242326c5f2a.png)
后液面怎么变化?
解:冰 融 化 为
水
的
体 积 是 V水
m水 =
=
ρ水
G水 gρ水
,因为冰 融
化
前
后 ,重
力
是
不
变
的 ,因
此
有
V水
G冰 =
gρ水
.
根据 阿 基 米 德 原 理 V排
F浮 =
,冰 漂 浮 在 水 面 时,由 沉 浮 条
gρ液
件 ,F浮 =G冰 ,则 以 下 通 过V水 和V排 的 大 小 关 系 来 确 定 V水
例 有一 物 体 被 冰 裹 着 浮 于 水 面,冰 融 化 后 液 面 如 何
变化?
解:冰融化前,物体和冰看成一个 整 体,这 个 整 体 处 于 漂
浮 状 态 ,它 们 受 到 的 总 浮 力 F前 =G总 =G冰 +G物 . 冰 融 化 后 ,分 别 分 析 冰 和 物 体 的 沉 浮 状 态 :
F浮 ,则排开 水 的 总 体 积 的 关 系 是:V前 =V后 ,即 液 面 不 升 gρ水 不降.
因 此,冰 裹 物 体 漂 浮 在 水 面 上,冰 融 化 后 液 面 的 升 降 情
况,可以总结出如下:当冰裹得物体的 密 度 大 于 水,则 液 面 下
降 ,当 冰 裹 得 物 体 的 密 度 等 于 或 小 于 水 ,则 液 面 不 变 .
探究浮力中液面升降问题新思路
吕 敏
摘 要:对于刚刚接触物理的初二学生来讲,浮力是比较难学的一章,而浮力的应 用 又 是 难 上 加 难,现 就 学 生 比 较 头 疼 的 一 类液面升降的问题探讨几种新的思路和方法来帮助学生理解.
关于初中物理中“液面”升降判断方法浅析
![关于初中物理中“液面”升降判断方法浅析](https://img.taocdn.com/s3/m/cb34fce302020740be1e9bfc.png)
关于初中物理“液面”升降判断方法浅析摘要:在初中物理“浮力”一章中,常碰到这样一类问题:“在一个装有水的容器中浮着一冰块或者冰块里含有其他物体。
当冰块完全熔化后,若不考虑容器的热膨胀,液面将如何变化?”下面就这个问题实行讨论。
关键词:冰块熔化液面升降在初中物理“浮力”一章中,有一类问题专门研究经过某一与浮力相关的物理过程后判断液面的升降,对于此类问题,学生理解起来非常困难,解答时经常出现错误,如果把此类问题实行归纳总结,则会起到事半功倍的效果,对于选择题和填空题既准确又快捷,下面本人将此类问题见解分析如下:第一种情况:如图1所示,一块冰漂浮在水面上,当冰块全部熔化后,水面如何变化?分析:因为冰块漂浮在水面上,则:F浮=G冰即:ρ水V排g=m冰g所以: V排=m冰/ρ水而冰熔化完后,因为都是水,是悬浮在杯中:即:F′浮=G水又因为:物体质量不随物质状态而变化。
即:m水= m冰所以:ρ水V′排g=m水g=m冰g图1V′排=m 冰/ρ水 因为: V 排=V′排故水面高度不变;但如果是在盐水中,因为熔化后将盐水稀释,盐水密度变小,则盐水液面会上升(如世界冰川熔化海平面上升)。
第二种情况:如图2所示,一块冰(内含有一木块)漂浮在水面上,当冰块熔化完后,液面如何变化?分析:因为冰块内含木块漂浮在水面上,则: F 浮=G 总=G 木+G 冰 即: ρ水V 排g=m 木g+m 冰g 所以: V 排=(m 木+m 冰)/ρ水而冰块熔化后,木块仍漂浮在水面上,则: F 木浮=G 木即: V ′木排=m 木g/ρ水g=m 木/ρ水那么:V 总排=V ′水排+V ′木排= m 木/ρ水+m 冰/ρ水=(m 冰+m 木)/ρ水 因为: V 总排=V 排故水面高度不变;如果是盐水,熔化完后液面仍然下降。
第三种情况:如图3所示,一块冰(内含一气泡)漂浮在水面上,当冰块全部熔化完后,水面又将如何?分析:因为冰块(内含气泡)漂浮在水面上,则: F 浮=G 总=G 气+G 冰 即: ρ水V 排g=m 气g+m 冰g V 排=(m 气+m 冰)/ρ水而冰块全部熔化后,气泡跑掉,此时排开水体积为V 总排图2则: V 总排=m 水/ρ水 因为: V 总排<V 排故水面高度下降;但如果忽略气泡质量或里为真空,则水面高度不变。
物理浮力液面升降问题的类型及解题技巧
![物理浮力液面升降问题的类型及解题技巧](https://img.taocdn.com/s3/m/90d99053e418964bcf84b9d528ea81c758f52e0b.png)
物理浮力液面升降问题的类型及解题技巧液面升降问题的分析冰浮于液面的问题是生活中的常见问题,在各类试卷中经常出现,但由于这类问题的现象不太明显,观察需要的时间较长,不为一般的学生所重视.即使一部分学生有意识地去进行观察,出会现因为问题类型比较多,而结论只有“升”和“降”两种,常常出现而把现象和条件的对应关系混淆的现象,导致认识的偏差。
为了更深刻地理解引起液面“升”、“降”的原因,准确把握条件和现象之间的关系。
可以将各类问题进行分类处理,从最基本的漂浮在液面上的冰熔化成水后液面的升降问题为基点,逐步展开思考形成系统的认识。
更重要的是可以通过这些问题的讨论和思考,把许多有关物体浮沉及液面变化问题连成一个整体。
对于液体中的物体由于某种变化而引起的液面升降问题的形式出现,本文介绍一种简便快捷的判断方法——“状态法”.(一)、什么叫状态法所谓“状态法”,就是对变化前后液体中的物体所处的状态进行比较来判断液面的升降.(二)、如何用“状态法”速断液面升降若变化前后液体中的物体都处于漂浮、悬浮状态,而无沉体出现,则液面不变;若液体中的物体,在变化前无沉体,而变化后有沉体出现,则液面下降;若液体中的物体,在变化前有沉体,而变化后无沉体出现,则液面升高.说明:变化前后液体中物体的总质量保持不变;容器中液体的密度不变.(三)、证明设液体中的物体的总重为G ,变化前后在液体中所受的总浮力分别为F浮、F浮′.若变化前后均无沉体出现,由浮沉条件知F浮′=F浮=G,ρ液gV排′=ρ液gV排,则V排′=V排,液面不变.若变化前无沉体,变化后有沉体,由浮沉条件知F浮=G,F浮′<G,则F浮′<F浮,即V排′<V排,故液面下降.若变化前有沉体,变化后无沉体,由浮沉条件知F浮<G,F浮′=G,则F浮′>F浮,即V排′>V排,故液面上升.一、液面升降的主要类型有:类型一:纯冰浸于液体,熔化后判断液面升降1、纯冰在纯水中熔化;2、纯冰在盐水(或其它密度比水大的液体)中熔化;3、纯冰在密度比水小的液体中熔化;类型二:冰块中含有其它杂质,冰块熔化后判断水面升降。
初中物理液面升降问题
![初中物理液面升降问题](https://img.taocdn.com/s3/m/2579c85430126edb6f1aff00bed5b9f3f90f7286.png)
初中物理液面升降问题初中物理里的液面升降问题啊,就像一场液体们主演的小闹剧,可有意思了。
我记得在物理课上,老师第一次给我们讲这个问题的时候,拿了个大玻璃容器,里面装了些水,又放了个小木块。
老师问我们,如果把木块按进水里,液面会怎么变化呢?当时我们都大眼瞪小眼,有的说上升,有的说下降,还有的说不变。
然后老师就开始做实验,当他把木块慢慢按下去的时候,我们都紧紧盯着液面,就像在看一场精彩的魔术表演。
结果液面上升了,这是为啥呢?原来啊,木块在水里会受到浮力,就像有个无形的大手把它往上托。
当把木块按下去的时候,它排开了更多的水,这些被排开的水没地方去,就只能让液面上升啦。
这就好比你往一个已经有点满的杯子里再塞个小玩具,杯子里的水肯定就会溢出来一些,液面也就升高了。
还有一种情况更有趣。
如果把一个铁块放在一个小船上,小船漂浮在水面上,然后把铁块扔到水里,液面又会怎样呢?我和同桌还为此争论了好久。
我觉得液面会下降,他却觉得不变。
后来老师一解释,我才明白。
铁块在船上的时候,它和船一起排开了比较多的水,因为船加上铁块的重量比较大,根据浮力原理,排开的水的体积也大。
但是当铁块扔到水里后,铁块自己排开的水的体积比它在船上时排开的水的体积小,所以液面就下降了。
这就像一群小伙伴在一个大船上,船吃水比较深,把其中一个小伙伴扔到水里后,船变轻了,吃水就浅了,整体的液面也就下降了。
我自己在家也做过类似的小实验。
我找了个透明的塑料瓶,装了半瓶水,又放了个小蜡烛头在水面上。
然后我用一个小杯子倒扣在蜡烛上,把蜡烛压进水里。
我发现,随着蜡烛被压下去,液面也慢慢上升了。
这时候我就想到了课堂上学到的知识,蜡烛受到了向上的浮力,被压下去就会排开更多的水,液面自然就上升了。
初中物理的液面升降问题虽然有时候会让人有点晕头转向,但只要搞清楚浮力和物体排开液体体积的关系,就像掌握了这场小闹剧的剧本一样,就能轻松理解了。
它就像一把小钥匙,打开了我们理解物体在液体中沉浮以及液体体积变化的大门,让我们能更好地探索物理世界的奥秘,以后再遇到类似的问题,就不会被这些调皮的液面变化给难住啦,而是能胸有成竹地分析出其中的原理,享受物理学习带来的乐趣。
液面升降问题的分析
![液面升降问题的分析](https://img.taocdn.com/s3/m/63dcded8b14e852458fb571e.png)
液面升降问题的分析冰浮于液面的问题是生活中的常见问题在各类试卷中经常出现,但由于这类问题的现象不太明显,观察需要的时间较长,不为一般的学生所重视.即使一部分学生有意识地去进行观察,出会现因为问题类型比较多,而结论只有“升”和“降”两种,常常出现而把现象和条件的对应关系混淆的现象,导致认识的偏差。
为了更深刻地理解引起液面“升”、“降”的原因,准确把握条件和现象之间的关系。
可以将各类问题进行分类处理,从最基本的漂浮在液面上的冰熔化成水后液面的升降问题为基点,逐步展开思考形成系统的认识。
更重要的是可以通过这些问题的讨论和思考,把许多有关物体浮沉及液面变化问题连成一个整体。
对于液体中的物体由于某种变化而引起的液面升降问题的形式出现,本文介绍一种简便快捷的判断方法——“状态法”.(一)、什么叫状态法所谓“状态法”,就是对变化前后液体中的物体所处的状态进行比较来判断液面的升降.(二)、如何用“状态法”速断液面升降①若变化前后液体中的物体都处于漂浮、悬浮状态,而无沉体出现,则液面不变;②若液体中的物体,在变化前无沉体,而变化后有沉体出现,则液面下降;③若液体中的物体,在变化前有沉体,而变化后无沉体出现,则液面升高.说明:变化前后液体中物体的总质量保持不变;容器中液体的密度不变.(三)、证明G,变化前后在液体中所受的总浮力分别为F浮、F浮′.若变化前后均无沉体出现,由浮沉条件知F浮′=F浮=G,ρ液gV排′=ρ液gV排,则V排′=V排,液面不变.若变化前无沉体,变化后有沉体,由浮沉条件知浮=G,F浮′<G,则F浮′<F浮,即V排′<V排,故液面下降.若变化前有沉体,变化后无沉体,由浮沉条件知F浮<G,F浮′=G,则F浮′>F浮,即V排′>V排,故液面上升.一、液面升降的主要类型有:类型一:纯冰浸于液体,熔化后判断液面升降1、纯冰在纯水中熔化;2、纯冰在盐水(或其它密度比水大的液体)中熔化;3、纯冰在密度比水小的液体中熔化;类型二:冰块中含有其它杂质,冰块熔化后判断水面升降。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
则有:F 浮变小,则V排液变小,即液面下降
V排液=
F浮 ,r 液g同,若F 浮变小,则V排液变小,即液面下降 r 液g 若F 浮不变,则V排液不变,即液面不变
解:由通解可得, G化水 =G排盐水
展开式:
r 水gV 化水=r 盐水gV 盐水
即r 液>r 水,则 V 化水 > V 排液 即液面上升
通解:因为冰漂浮在液面, 由漂浮条件得,F浮=G冰=G化水 (1) 又由阿基米德原理得, F浮=G排液 (2) 由(1)=(2)得G化水 =G排液 展开式: r 水gV 化水=r 液gV 排液
r 水gV 化水=r 水gV 排水
即r 液=r 水,则 V 化水=V 排液 即液面不变
通解:因为冰漂浮在液面, 由漂浮条件得,F浮=G冰=G化水 (1) 又由阿基米德原理得, F浮=G排液 (2) 由(1)=(2)得G化水 =G排液 展开式: r 水gV 化水=r 液gV 排液
2、冰漂浮在盐水中,当冰熔化后,液面高度将 升高 ______(填升高、降低或不变)
小规律:复合体原来漂浮,若拆开后: 1、二者双漂浮, 液面不变 2、二者一漂一悬,液面不变 3、二者一漂一沉,液面降低
4、(二者一漂一沉应用)
如图所示,在一个较大容器的水面上放一 木块,木块上面放一个铝块,此时木块仍 浮在液面。如果将铝块从木块拿下并放入 水中,当木块和物体都静止时,容器中的 水面将 降低 (填升高,降低或不变)
解:因为复合体拆开前漂浮:F浮总1=G盒+G木 而拆开后二者仍漂浮在水面: F浮总2 =G盒+G木
则有:F 浮不变,则V排液不变,即液面不变
V排液=
F浮 ,r 液g同,若F 浮变小,则V排液变小,即液面下降 r 液g 若F 浮不变,则V排液不变,即液面不变
2、有一空心金属盒内装有实心铁块漂浮在 一个较大容器的水面上,若将铁块投入水中, 当金属盒与铁块都静止时,容器中的
1.r 液>r 水,则 V 化水 > V 排液 即液面上升
超出V排液产生的 “坑” ) 2.r 液=r 水,则 V 化水=V 排液 即液面不变(冰熔化后的体积V化水 恰好填满V排液产生的 “坑” ) 3.r 液<r 水,则 V 化水<V 排液 即液面降低 (冰熔化后的体积 V化水
“ 坑”
低于V排液产生的 “坑” )
3、有一空心金属盒内放一个装满水且扎 紧口的轻质塑料袋,漂浮在一个较大容器 的水面上,若将水袋投入水中浸没,当金 属盒与水袋都静止时,容器中的水面上将 ______ 不变 (填升高、降低或不变)
解:因为复合体拆开前漂浮:F浮总1=G盒+G水 而拆开后二者一漂一悬: F浮总2 =G盒+G水
小规律:复合体原来漂浮,若拆开后: 则有: F 浮不变,则V排液不变,即液面不变 1、二者双漂浮, 液面不变 2、二者一漂一悬,液面不变 3、二者一漂一沉,液面降低
典型问题分析
——漂浮时的液面升 降问题
冰漂浮在液面上,当冰熔化后,液面 升降问题?
通解:因为冰漂浮在液面, 由漂浮条件得,F浮=G冰=G化水 (1)
又由阿基米德原理得, F浮=G排液 (2)
由(1)=(2)得G化水 =G排液
展开式:r 水gV 化水=r 液gV 排液
只需比较:
通解:因为冰漂浮在液面, 由漂浮条件得,F浮=G冰=G化水 (1) 又由阿基米德原理得, F浮=G排液 (2) 由(1)=(2)得G化水 =G排液 展开式: r 水gV 化水=r 液gV 排液 (冰熔化后的体积V化水
注意:根本不可能出现 F 浮增大,则V排液增大,即液面升高 的情况. (因为复合体拆开前F浮1已经是最大的,即V排1是最大的)
V排液=
F浮 ,r 液g同,若F 浮变小,则V排液变小,即液面下降 r 液g 若F 浮不变,则V排液不变,即液面不变
1、有一空心金属盒内装有木块漂浮在一 个较大容器的水面上,若将木块投入水中, 当金属盒与木块都静止时,容器中的水面 上将______ (填升高、降低或不变) 不变
通米德原理得, F浮=G排液 (2) 由(1)=(2)得G化水 =G排液 展开式: r 水gV 化水=r 液gV 排液
1、冰漂浮在水面上,当冰熔化后,水面高度将 不变 ______(填升高、降低或不变)
解:由通解可得, G化水 =G排水 展开式:
h H h H
6.(问题一、二综合)
小规律:复合体原来漂浮,若拆开后: 1、二者双漂浮, 液面不变 2、二者一漂一悬,液面不变 3、二者一漂一沉,液面降低
r 3、冰漂浮在某液体( )中,当冰熔 降低 (填升高、降低或不 化后,液面高度将______ 变) 解:由通解可得, G化水 =G排液
0.9g/cm <
3
液<1g/cm
3
展开式:
r 水gV 化水=r 液gV 排液
即r 液<r 水,则 V 化水 < V 排液 即液面降低
注意:当冰在 密度 <0.9g/cm3液体(如酒精)中,冰熔化后,液面 降低 (填升高、降低或不变) (用密度知识就可解释) 高度将______
所以:当冰在密度<1g/cm3 的液体中,冰熔化后,
液面都降低,但是冰开始的状态可以:漂浮、悬浮或沉底。
复合物体漂浮在液面时,当将其拆开后投入 液体中,都静止时,讨论液面升降问题?
解:因为复合体拆开前后都在同一液体中,
则,只需比较前后两次V排液的大小, 即可决定液面的升降
V排液= F浮 ,r 液g同,若F 浮变小,则V排液变小,即液面下降 r 液g 若F 浮不变,则V排液不变,即液面不变
小规律:复合体原来漂浮,若拆开后: 1、二者双漂浮, 液面不变 2、二者一漂一悬,液面不变 3、二者一漂一沉,液面降低
5、 (一漂一悬反用)如图所示,一水槽内装有部分 水,水面上浮有一木质小容器,其露出液面的高度为h, 水的深度为H,现从水槽内取少部分水倒入容器内, C 则导致 ( ) A.h增大 B.h不变 C.H不变 D.H减小