中考解题技巧—浮力中液面升降问题

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03 类型三:冰块中含有一定质量的气体, 冰块熔化后判断水面升降
类型四:容器中的固态物质投入水中后判断液面升降
04
1、固态物质的密度小于水的密度
2、固态物质的密度等于水的密度
3、固态物质的密度大于水的密度
二、解题关键
液面上升也好、下降也好,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熔化前(或物体投放前)在液体中排开液体的体积和冰熔 化成水后的体积(或物体投放后液体体积)的大小关系:若前体积大于后体积,液面下 降;若前体积等于后体积,液面不变;若前体积小于后体积,液面上升。
例1:有一块冰浮在容器的水面上,当冰块完全熔化后,水面高度将怎样变化?
解析:这是一道最典型最基础的题型,我们理解后,可作为其它类型题解决的知识点直接分析。液面升降取决于冰融化后这部
分水的体积与冰漂浮时排开水的体积变化,所以
方法一 比较体积变化法
当冰漂浮时,依漂浮条件可知,F浮=G冰 即ρ水ɡV排= G冰 = m冰g ∴V排=m冰/ρ水
类型一:2、纯冰在盐水(或其它密度比水大的液体)中熔化——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 ( )
A.液面不变
B.液面上升
C.液面下降
D.无法判断
解析:冰块熔化前,在盐水中处于漂浮状态.则有F浮=G冰,即ρ盐水 g V排=m冰g ∴V排=m冰/ρ盐水
例2:若一冰块在水中,冰块与容器底部相接触并相互间有压力,则当冰块完
全熔化后,容器内的水面将怎样变化?
解析:冰块没有漂浮在水面上,冰块所受浮力小于冰块所受重力, ∴熔化前F浮<G冰 , 即ρ水g V排<G冰,故得V排<m冰/ρ水 熔化为水的体积 V化水=m水/ρ水= m冰/ρ水 ∴V排<V化水,即熔化后水面要上升。 结论:纯冰压在水底.当冰熔化后液面将上升。
化成水后,冰的质量与水的质量没有变化即m化水= m冰
∴V化水=m冰/ρ水
∵ρ水<ρ盐水 。∴V化水>V排,冰块在浓盐水中熔化后液面上升.
结论:纯冰浮在密度比水大的液面上.当冰熔化后液面将上升。
类型一:3、纯冰在密度比水小的液体中熔化——液面高度下降
例4:有一块冰漂浮在一杯酒精(或煤油等)中,当冰块完全熔化后,液面高度将怎样变化?
方法三 比较浮力变化法
因为浮力F浮 = ρ液•g•V排,对于这种液体密度ρ液不变情况,浮力大小只取决于物体排开液体的体积V排,而V排的大小就决定
了液面的高度。
这样,对这类问题只须比较前后两种情况下物体所受浮力的大小,如果浮力变小,即F前浮>F后浮,则物体排开液体的体积变
小,液面下降。同样,如果浮力不变则液面高度不变,浮力变大则液面上升。对这道题:熔化前冰漂浮 F前浮= G物
解题技巧—— 液面升降问题
问题分析:
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。
F后=P后×S底=ρ液gh后S底 根据前后压力的大小关系得出液体前后深度的关系,再判断液面的 升降情况。
3、比较浮力变化法:比较前后浮力的变化判断液面的升降。若F前浮>F后浮,则液面
下降;若F前浮<F后浮,则液面上升;若F前浮=F后浮,则液面不变。
四、各类型问题的分析解答
类型一:1、纯冰在纯水中熔化——液面高度不变
三、判断方法
1、比较体积变化法:比较的是冰熔化前(或物体投放前)在液体中排开液体的体积和
冰熔化成水后的体积(或物体投放后液体体积)的大小关系:若前体积大于后体积,液面下降; 若前体积等于后体积,液面不变;若前体积小于后体积,液面上升。
2、比较压力变化法:比较前后容器底部受到压力的变化。F前=P前×S底=ρ液gh前S底
熔化后,冰化为水属于悬浮状态,则:F后浮= G物 所以 F前浮= F后浮,液面高度不变。
比较上述三种解法可见,第二、三种解法简单易懂,学生容易掌握,适应于课堂教学。我们在物理教学中还可以将这种方法推
广到其它情况下液面升降问题的讨论中去,培养学生思维能力,做到举一反三。
结论:纯冰浮在水面上.当冰熔化后液面将不变。
目 录
CONTENTS
01 类型一:纯冰浸于液体,熔化后判断液面升降一
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
02 1、含有木块(或其它密度比水小的固体)的冰块在纯水中熔化; 2、含有石块(或其它密度比水大的固体)的冰块在纯水中熔化; 3、含有煤油(或其它密度比水小的液体)的冰块在纯水中熔化;
解析:冰块熔化前,在酒精中处于漂浮状态.则有F浮=G冰,即ρ酒g V排=m冰g ∴V排=m冰/ρ酒
化成水后,冰的质量与水的质量没有变化即m化水= m冰
∴V化水=m冰/ρ水
∵ρ酒<ρ水 。∴V化水<V排,冰块在浓盐水中熔化后液面下降.
结论:纯冰浮在密度比水小的液面上.当冰熔化后液面将下降。
类型二:1、含有木块(或其它密度比水小的固体)的冰块在纯水中熔化;
例5: 在盛水的烧杯中漂浮着一块冰,冰中夹着一小木块,当冰完全熔化为水时,水面将如 何变化?
冰化成水后,冰的质量与水的质量没有变化即m化水= m冰
∴V化水=m冰/ρ水
所以V排=V化水 即冰块完全熔化后水面高度不变。
方法二 变化前后总压力不变
冰熔化后仍在容器内,所以容器底部所受总压力不变。熔化前容器底部所受压力由液体水提供,熔化后容器底部所受压力依然
由液体水提供。
F前=F后 即ρ前S器源自文库=P后S器底 ρ水ɡh前S器底=ρ水ɡh后S器底 ∴h前=h后 即液面不变。
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