初二浮力液面升降課件

浮力與

液面升降

路陽九年制學(xué)校王地華浮力與

液面升降

路陽九年制學(xué)校王地華關(guān)于液面升降的問題的類型一、浮冰問題討論浮冰或嵌有其他物體的浮冰熔化后液面的升降。二、拋載問題關(guān)于液面升降的問題的類型一、浮冰問題二、拋載問題解決浮力與液面升降的方法：①比較體積V排和V實(shí)②利用“狀態(tài)法”速斷液面變化

1、浮冰嵌有固體的浮冰熔化后液面的升降討論純浮冰或嵌有（液體、氣體）的浮冰熔化后液面的升降2、拋載問題解決浮力與液面升降的方法：①比較體積V排和V實(shí)②利用“狀態(tài)1、比較體積變化法：比較的是冰熔化前在液體中排開液體的體積和冰熔化成水后的總體積的大小關(guān)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。1、比較體積變化法：比較的是冰熔化前在液體中排開液體的體積和什么叫狀態(tài)法

所謂“狀態(tài)法”，就是對(duì)變化前后液體中的物體所處的狀態(tài)進(jìn)行比較來判斷液面的升降（二）、如何用“狀態(tài)法”速斷液面升降

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；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；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．

說明：變化前后液體中物體的總質(zhì)量保持不變；容器中液體的密度不變．

什么叫狀態(tài)法所謂“狀態(tài)法”，就是對(duì)變化前后液體中的物體所處（三）、證明

設(shè)液體中的物體的總重為G，變化前后在液體中所受的總浮力分別為Ｆ浮、Ｆ浮′．

若變化前后均無沉體出現(xiàn)，由浮沉條件知

Ｆ浮＝Ｆ浮′＝Ｇ，ρ液ｇＶ排′＝ρ液ｇＶ排，則

Ｖ排′＝Ｖ排，故液面不變．

若變化前無沉體，變化后有沉體，由浮沉條件知

Ｆ浮＝Ｇ，Ｆ浮′＜Ｇ，

則

Ｆ浮′＜Ｆ浮，即

Ｖ排′＜Ｖ排，故液面下降．

若變化前有沉體，變化后無沉體，由浮沉條件知

Ｆ?。迹牵聘　洌剑?，則

Ｆ浮′＞Ｆ浮，即

Ｖ排′＞Ｖ排，故液面上升（三）、證明“狀態(tài)法”速斷液面升降

“狀態(tài)法”速斷液面升降一、純冰漂浮在不同液體中熔化后液面的升降情況：

1、純冰在純水中熔化；(液面高度不變)

2、純冰在鹽水(或其它密度比水大的液體)中熔化；(液面高度上升)

3、純冰在密度比水小的液體中熔化；(液面高度下降)一、浮冰問題一、純冰漂浮在不同液體中熔化后液面的升降情況：一、浮冰問題二、含有液體雜質(zhì)的冰漂浮在水中熔化后的液面升降情況：

1、含有煤油(或其它密度比水小的液體)的冰塊在純水中熔化；(液面高度上升)

2、含有鹽水(或其它密度比水大的液體)的冰塊在純水中熔化；(液面高度下降)二、含有液體雜質(zhì)的冰漂浮在水中熔化后的液面升降情況：三、含有氣體的冰漂浮在水中熔化后的液面升降情況：

1、一塊冰漂浮在容器的水面上，冰塊中含有一定質(zhì)量的氣體(空氣、氫氣、二氧化碳)，當(dāng)冰完全熔化后，容器中的水面如何變化？(液面高度下降)

2、若漂浮在水面上的冰塊中有一氣泡，當(dāng)冰塊熔化后水面將怎么變化？冰塊里的氣泡的質(zhì)量可以忽略不計(jì)

(液面高度不變)三、含有氣體的冰漂浮在水中熔化后的液面升降情況：四、含有固體雜質(zhì)的冰漂浮在水中熔化后的液面升降情況：

1、含有木塊(或其它密度比水小的固體)的冰塊在純水中熔化；(液面高度不變)

2、含有石塊(或其它密度比水大的固體)的冰塊在純水中熔化；(液面高度下降)“狀態(tài)法”四、含有固體雜質(zhì)的冰漂浮在水中熔化后的液面升降情況：“狀態(tài)法

純冰漂浮在純水中熔化后液面高度不變例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？解析：冰塊熔化前排開水的體積(即圖中斜線部分)為：V排＝F浮/ρ水g＝G冰/ρ水g＝m冰/ρ水(∵漂浮時(shí)F?。紾冰)冰塊化成的水的體積為：V＝m水/ρ水＝m冰/ρ水(∵冰化成水后質(zhì)量不變m冰=m水)所以液面高度不變推論：純水水面上浮有純冰.當(dāng)冰熔化時(shí)液面將不變。當(dāng)冰熔化時(shí)，水對(duì)容器底的壓強(qiáng)不變。純冰漂浮在純水中熔化后液面高度不變例1：有一塊冰浮在容器的與例1.相比例2：若一冰塊在水中，冰塊與容器底部相接觸并相互間有壓力，則當(dāng)冰塊完全熔化后，容器內(nèi)的水面將怎樣變化？

解析：冰塊沒有漂浮在水面上，冰塊所受浮力小于冰塊所受重力，所以熔化前F?。糋冰，而F浮=G排=ρ水gV排，即ρ水gV排＜G冰，故得V排＜G冰/(ρ水g)熔化為水的體積V水=m水/ρ水=m冰/ρ水=G冰/(ρ水g)所以V排＜V水，即熔化后水面要上升。與例1.相比例2：若一冰塊在水中，冰塊與容器底部相接觸并相

純冰漂浮在鹽水(或其它密度比水大的液體)中熔化后液面高度上升例3：有一塊冰漂浮在一杯濃鹽水中(冰的密度是0．9×103千克／米3；濃鹽水的密度是1．1×103千克／米3)．如果冰塊全部熔化后，則()A．液面不變B．液面上升C．液面下降D．無法判斷解析：冰塊熔化前，在鹽水中處于漂浮狀態(tài)．則有F浮=G，即ρ鹽gV排=m冰gV排=m冰/ρ鹽........(1)冰塊熔化后，排開液體的體積等于冰熔化成水的體積，即V’排=V水=m水/ρ水(∵冰化成水后質(zhì)量不變m冰=m水,m水/ρ水＝m冰/ρ水)……..(2)比較冰塊熔化前與冰塊熔化后排開液體的體積可得m冰=m水,ρ水<ρ鹽。比較(1).(2)可知V’排>V排，冰塊在濃鹽水中熔化后。液面上升．純冰漂浮在鹽水(或其它密度比水大的液體)中熔化后液面高度上純冰漂浮在密度比水小的液體中熔化后液面高度下降例4：有一塊冰漂浮在一杯酒精(或煤油等)中，當(dāng)冰塊完全熔化后，液面高度將怎樣變化？

解析：冰塊熔化前，在酒精中處于漂浮狀態(tài)．則有F浮=G，即ρ酒gV排=m冰gV排=m冰/ρ酒........(1)冰塊熔化后，排開液體的體積等于冰熔化成水的體積，即V’排=V水=m水/ρ水(∵冰化成水后質(zhì)量不變m冰=m水,m水/ρ水＝m冰/ρ水)……..(2)比較冰塊熔化前與冰塊熔化后排開液體的體積可得m冰=m水,ρ酒<ρ水。比較(1).(2)可知V’排<V排，冰塊在酒精中熔化后。液面下降．純冰漂浮在密度比水小的液體中熔化后液面高度下降例4：有一塊冰含有煤油(或其它密度比水小的液體)的冰塊漂浮在純水中熔化后液面高度上升例7：有一塊冰中含有液態(tài)的煤油，浮在容器內(nèi)的水面上，當(dāng)冰塊完全熔化后，液面高度將怎樣變化？解析：冰塊熔化前排開水的體積為：

V排＝F浮/ρ水g＝G總/ρ水g＝(G冰＋G油)/ρ水g＝(m冰＋m油)/ρ水①熔化后的體積為冰化成的水的體積加上煤油的體積，即：V＝V水＋V油＝m水/ρ水＋m油/ρ油＝m冰/ρ水＋m油/ρ油②比較①②式，∵ρ油<ρ水，∴V>V排所以液面上升。含有煤油(或其它密度比水小的液體)的冰塊漂浮在純水中熔化后液一塊冰漂浮在容器的水面上，冰塊中含有一定質(zhì)量的氣體(空氣、氫氣、二氧化碳)，當(dāng)冰完全熔化后，容器中的水面如何變化？(液面高度下降)例8：一塊冰漂浮在容器的水面上，冰塊中含有一定質(zhì)量的氣體(空氣、氫氣、二氧化碳)，當(dāng)冰完全熔化后，容器中的水面如何變化？

解析：冰塊熔化前排開水的體積為：

V排＝F浮/ρ水g＝G總/ρ水g＝(G冰＋G氣體)/ρ水g

＝(m冰＋m氣體)/ρ水①熔化后的體積為冰化成的水的體積等于冰排開水的體積，但氣體揮發(fā)，總體積減少，Ｖ排′＜Ｖ排，所以液面下降。變化：若漂浮在水面上的冰塊中有一氣泡，當(dāng)冰塊熔化后水面將怎么變化？冰塊里的氣泡的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，（冰熔化后水面保持不變.一塊冰漂浮在容器的水面上，冰塊中含有一定質(zhì)量的氣體(空氣、氫含有木塊(或其它密度比水小的固體)的冰塊漂浮在純水中熔化后液面高度不變例5：在盛水的燒杯中漂浮著一塊冰，冰中夾著一小木塊，當(dāng)冰完全熔化為水時(shí)，水面將如何變化？

解析：冰塊漂浮時(shí)：F浮=G冰+G木ρ水gV排=G冰+G木,V排=(m冰+m木)/ρ水=m冰/ρ水+m木/ρ水當(dāng)冰塊化成水時(shí)：m冰=m水，m水/ρ水＝m冰/ρ水V排=m水/ρ水+m木/ρ水……..(1)又因?yàn)槟緣K仍漂浮，F(xiàn)木浮=G木ρ水gV木排=m木gV木排=m木/ρ水V’排=V水+V木排=m水/ρ水+m木/ρ水……..(2)由(1).(2)得：V排=V’排故當(dāng)冰完全熔化成水時(shí)，水面不變。推論：當(dāng)冰塊中含有密度比水小的固體(如小蠟塊)或?qū)⒚芏缺人〉墓腆w放在冰塊上浮于容器內(nèi)水面上，則冰熔化后，仿照上述方法推算可知，水面將保持不變。含有木塊(或其它密度比水小的固體)的冰塊漂浮在純水中熔化后液含有石塊(或其它密度比水大的固體)的冰塊在純水中熔化后液面高度下降例6.：有一塊冰中含有小石塊，浮在容器的水面上，當(dāng)冰塊完全熔化后，水面高度怎樣變化？

解析：冰塊熔化前排開水的體積為：V排＝F浮/ρ水g＝G總/ρ水g＝(G冰＋G石)/ρ水g＝(m冰＋m水)/ρ水①熔化后的體積為冰化成的水的體積加上沉在容器底的石塊的體積，即：V＝V水＋V石＝m水/ρ水＋m石/ρ石＝m冰/ρ水＋m石/ρ石②比較①②式，∵ρ石>ρ水，∴V<V排所以液面下降。推論：當(dāng)冰塊中含有密度比水大的物體(如小鐵塊、鹽水等)或?qū)⒚芏缺人蟮奈矬w放在冰塊上浮于容器內(nèi)水面上，則冰熔化后，物體沉入水底，水面將下降。含有石塊(或其它密度比水大的固體)的冰塊在純水中熔化后液面高例1：如圖，在盛水的容器內(nèi)漂浮一木盆，木盆內(nèi)有一個(gè)鐵球。試想，若把鐵球拿出放入水中，液面高度將如何變化？例1：如圖，在盛水的容器內(nèi)漂浮一木如圖所示，在盛水的容器底部有一鐵球，上面漂浮著一個(gè)木盆，若將鐵球撈出放入盆里，盆仍漂浮在水面，容器中水面將如何變化？如圖所示，在盛水的容器底部有一例2：如圖，在盛水的容器內(nèi)漂浮一木盆，木盆內(nèi)有一個(gè)木球。試想，若把木球拿出放入水中，液面高度將如何變化？例2：如圖，在盛水的容器內(nèi)漂浮一木例3：如圖，在盛水的容器內(nèi)漂浮一木盆，木盆內(nèi)有一個(gè)空心金屬球。試想，若把金屬球拿出放入水中，液面高度將如何變化？例3：如圖，在盛水的容器內(nèi)漂浮一木變化前變化后液面變化下降上升不變不變變化前變化后液面變化下降上升不變不變★若變化前后液體中的物體都處于漂浮、懸浮狀態(tài)，而無沉底物體出現(xiàn)，則液面不變；★若液體中的物體，在變化前無沉底物體，而變化后有沉底物體出現(xiàn)，則液面下降；★若液體中的物體，在變化前有沉底物體，而變化后無沉底物體出現(xiàn)，則液面升高。

總結(jié)★若變化前后液體中的物體都處于漂浮、懸浮狀態(tài)，而無沉底物體出1、容器的水面上漂著一塊冰，當(dāng)冰熔化成水后，容器中水面的變化情況是（）A、升高B、降低C、不變D、無法判斷1、容器的水面上漂著一塊冰，當(dāng)冰熔化成水后，容器中