浮力中液面升降問(wèn)題的解題方法研究.doc

浮力大小與深度 為了給立方體工件表面均勻地涂上某種油，需要用豎直向下的力F把漂浮在油面上的工件緩緩地壓入油內(nèi)，如圖甲所示。工件的下底面與油面的距離為h，力F與h的大小關(guān)系如圖乙所示。小科覺(jué)得圖中CB的延長(zhǎng)線(xiàn)BA段是沒(méi)有意義的，老師告訴他，力F為負(fù)值時(shí)，表明它的方向與原來(lái)的方向相反了。(1)分析BC段：隨著h的增大，工件所受的浮力大小將 ，油對(duì)工件下底面的壓強(qiáng)大小將 (填“變大”、“變小”或“不變”)； (2)若A點(diǎn)的坐標(biāo)為(-a，0)，則a= 。從圖像分析，a表示了工件一個(gè)物理量 的值，這個(gè)量就是工件的 ；(3)求C點(diǎn)所對(duì)應(yīng)狀態(tài)下，工件所受的浮力及油對(duì)工件下底面的壓強(qiáng)。(不考慮大氣壓強(qiáng))影響浮力大小的因素（阿基米德原理）小明利用實(shí)驗(yàn)探究浮力大小和哪些因素有關(guān)系。 他把金屬塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)上，將它分別浸入水和酒精中的不同位置，如圖10所示。1）上述四種情況， 圖中金屬塊所受到的浮力最小。2）做丙、丁兩次實(shí)驗(yàn)，是為了探究浮力大小與 有關(guān)。3）做 兩次實(shí)驗(yàn)，是為了探究金屬塊浸沒(méi)在液體中時(shí)，受到的浮力與深度無(wú)關(guān)漂浮時(shí)浮力與重力目前，制造中國(guó)自己航母的呼聲越來(lái)越高，如圖5所示是某位網(wǎng)友提供的中國(guó)航母的設(shè)想圖。一艘航母的艦載機(jī)飛離航母后，則有圖5A航母將上浮，所受浮力減小 B航母將下沉，所受浮力增大 C航母將下沉，所受浮力減小 D航母始終漂浮，所受浮力不變關(guān)于冰熔化后液面升降問(wèn)題的拓展性思考冰浮于液面的問(wèn)題是生活中的常見(jiàn)問(wèn)題,在各類(lèi)試卷中經(jīng)常出現(xiàn),但由于這類(lèi)問(wèn)題的現(xiàn)象不太明顯,觀察需要的時(shí)間較長(zhǎng),不為一般的學(xué)生所重視.即使一部分學(xué)生有意識(shí)地去進(jìn)行觀察,出會(huì)現(xiàn)因?yàn)閱?wèn)題類(lèi)型比較多,而結(jié)論只有“升”和“降”兩種,常常出現(xiàn)而把現(xiàn)象和條件的對(duì)應(yīng)關(guān)系混淆的現(xiàn)象，導(dǎo)致認(rèn)識(shí)的偏差。為了更深刻地理解引起液面“升”、“降”的原因，準(zhǔn)確把握條件和現(xiàn)象之間的關(guān)系?？梢詫⒏黝?lèi)問(wèn)題進(jìn)行分類(lèi)處理，并以純水上浮純冰問(wèn)題為基點(diǎn)，逐步展開(kāi)思考形成系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。更重要的是可以通過(guò)這些問(wèn)題的討論和思考，把許多有關(guān)物體浮沉及液面變化問(wèn)題連成一個(gè)整體。1、基本問(wèn)題：純水水面上浮有純冰.當(dāng)冰熔化時(shí)液面將不變?！痉治觥抠|(zhì)量為m的冰漂浮于水面上時(shí)，所受的浮力等于其重力，即F浮=G物=mg=水gV排，則 而冰熔化成水時(shí)其質(zhì)量不變?nèi)詾閙,所以得到的水體積V水= m/水=V排，即這塊冰熔化所得到的水正好將冰漂浮在水面上時(shí)所排開(kāi)的水的“小坑”填滿(mǎn)，所以液面不變，即不升也不降。如圖1所示由。此還可以推導(dǎo)得出：當(dāng)冰熔化時(shí)，水對(duì)容器底的壓強(qiáng)不變。 2、純水水面上浮有含木塊或氣泡等密度小于水的物質(zhì)時(shí). 當(dāng)冰熔化則液面將不變?nèi)绻鶋K中含有木塊，當(dāng)冰塊浮于水面上時(shí)，它們受到的總浮力等于它們的總重力，如果把它們分開(kāi)，讓它們?nèi)匀黄∮谠瓉?lái)的水面則，它們所受的總的浮力仍然等于它們的總重力，即總的V排沒(méi)有改變，所以液面不變；而冰塊浮于純水上時(shí)，冰熔化，水面又是不變的，所以含有木塊的冰浮于純水水面時(shí)，冰熔化液面將不會(huì)變化。如圖2所示。3、純水水面上浮有含石塊等密度大于水的物質(zhì)時(shí). 當(dāng)冰熔化則液面將下降.可用小盒載小鐵球,然后將小鐵球放入水中時(shí)，水面的升降的例題進(jìn)行參照分析。當(dāng)小鐵球在盒中且漂浮于水面時(shí)，它們所受的浮力等于它們的總重力；設(shè)想將小鐵球取出用細(xì)線(xiàn)吊在盒子的下方且仍然漂浮于水面時(shí)，它們所受的浮力仍然等于其總重力；又設(shè)想將細(xì)線(xiàn)斷開(kāi)，則小鐵球會(huì)下沉，而在小鐵球下降的過(guò)程中，小鐵球的體積未發(fā)生變化，所以其所受的浮力不變，但盒子由于所受的向下的拉力沒(méi)了，盒子要平衡，盒子所受到的浮力必然會(huì)減小，即盒子會(huì)上浮一些，這將會(huì)引起液面的下降。其原因是：漂浮時(shí)它們所受的浮力等于其總重力，而當(dāng)小鐵球沉入小中后，它們所受的總浮力就會(huì)減小，這就會(huì)引起V排的減小，這就會(huì)引起液面的下降。如圖3所示。 同理當(dāng)含有小石塊的冰漂浮于水面時(shí)，可以設(shè)想將石塊與冰先進(jìn)行分離，先弄清冰與石塊分離時(shí)的液面升降情況，再結(jié)合純水面上浮有純塊，冰熔化時(shí)的液面的升降情況進(jìn)行判斷。如圖4所示。就很低容易得出含有石塊的冰浮于水面時(shí)，冰熔化則液面將下降討論：（1）將一個(gè)小湖中的小船上的石塊投入水中,湖中的水面的升降情況是下降。（2）環(huán)衛(wèi)工人用鐵爪將小湖中碎石 (或淤泥),撈到小船上，則湖中水面將上升。（此題中的的液面的變化方向與將小船上的石塊投入水中時(shí)，液面的變化方向相反）（3）將浮于水桶中水面上的碗沉入水中時(shí),桶中的水面將下降。（4）將沉在水桶底的碗輕輕撈起來(lái)讓它浮在水面上.則桶中的水面將上升。利用這類(lèi)問(wèn)題中的液面的變化關(guān)系，可以討論如何利用量筒、水、小玻璃杯來(lái)測(cè)量玻璃的密度。如圖5所示其密度表達(dá)式為 4.延伸拓展： .一塊0攝氏度的冰放在盛有0攝氏度的水的容器中，已知冰塊與容器底部接觸并相互間有壓力，則當(dāng)冰完全熔化為0攝氏度的水后，容器中水面的位置將上升。 上升 冰的密度略小于水的密度，冰已經(jīng)對(duì)容器低部產(chǎn)生壓力了，說(shuō)明受到的浮力小于冰塊的重力，也就是說(shuō)排開(kāi)的水的體積沒(méi)有冰的體積大。所以冰沒(méi)有完全浸沒(méi)在水中。當(dāng)冰融化后，水面位置肯定要上升。.一塊冰內(nèi)含有一塊小石頭,質(zhì)量為230g，放入盛有0攝氏度水的量筒中，正好懸浮于水中，此時(shí)水面上升了4.6cm，冰溶化后，水面又下降了0.44cm，如果量筒的內(nèi)橫截面積為50cm2，冰的密度為0.9103 kg/m3,則小石頭的密度為?水=230/230=1通過(guò)下降的體積算出冰的體積V-O.9V/1=0.44*50V=220CM3根據(jù)重力和浮力相同230*g=1*g*220+（230-0.9*220）/=3.2g/m35、純冰浮于不同液面上,當(dāng)冰熔化時(shí)的液面升降情況的討論?？梢砸约儽∮诩兯砻?，冰熔化液面不變?yōu)榛c(diǎn)逐步展開(kāi)討論。若一塊純冰漂浮于鹽水表面上，可以設(shè)想成當(dāng)這塊純冰浮在純水上時(shí)向水中加鹽，則鹽水的密度將會(huì)逐漸變大，而冰塊始終漂浮，其浮力始終等于重力，隨著鹽水的密度的增大，V排將會(huì)逐漸變小，即冰塊將上浮一些，這樣冰塊熔化后得到的水的體積將比它排開(kāi)的鹽水的體積要大，也就是冰塊熔化后液面將上升一些。（如圖6所示）若一塊純冰漂浮于酒精和水的混合物的表面上，可以設(shè)想成當(dāng)這塊純冰浮在純水上時(shí)向水中加酒精，則混合物的密度將會(huì)逐漸變小，只要冰塊始終漂浮，其浮力始終等于重力，隨著鹽水的密度的減小，V排將會(huì)逐漸變大，即冰塊將下沉一些，這樣冰塊熔化后得到的水的體積將比它排開(kāi)的混合物的體積要小，也就是冰塊熔化后液面將下降一些。（如圖7所示）通過(guò)將這些問(wèn)題系列化的集中討論，特別是借助于一些逐漸過(guò)度性的圖形展示，可以使同學(xué)們對(duì)這類(lèi)易混淆，不易用公式進(jìn)行簡(jiǎn)單推導(dǎo)就能得出結(jié)論的問(wèn)題有了一個(gè)整體性認(rèn)識(shí)。在同學(xué)們形成了一定的感性認(rèn)識(shí)，能正確地進(jìn)行方向的判斷之后，再利用相關(guān)公式進(jìn)行理論推導(dǎo)，則更能使加深對(duì)它的理解?？偨Y(jié)：一. 純冰浮于純水上，熔化后液面無(wú)變化。二. 冰中含有雜質(zhì)，漂浮在純水上時(shí)：1. 若冰中所含雜質(zhì)密度大于水的密度時(shí)，冰熔化后液面下降。2. 若冰中所含雜質(zhì)密度小于等于水的密度時(shí)，冰熔化后液面不變。三. 純冰浮在不同密度的液體表面上時(shí)：1. 若液體密度大于水的密度時(shí)，冰熔化后液面上升。2. 若液體密度小于水的密度時(shí)，冰熔化后液面下降。1、一長(zhǎng)方體鐵塊按圖4甲所示，從下表面與液面剛剛接觸處下放至圖中虛線(xiàn)位置。能大致反映鐵塊下降過(guò)程中所受浮力的大小與鐵塊下表面浸入液體深度關(guān)系的圖像是2、在圖甲中，石料在鋼繩拉力的作用下從水面上方以恒定的速度下降直至全部沒(méi)入水中。圖乙是鋼繩拉力隨時(shí)間t變化的圖像，若不計(jì)水的摩擦力，則可算出該石料的密摩為(g=10N/)（ ） A. 1. 6103kgm3 B. 2 .3103m3 C. 2. 8l03m3 D .3 .2103m33、一裝有水的杯中飄浮有一塑料塊，如圖6所示。沿杯壁緩慢加入酒精并進(jìn)行攪拌，使塑料 塊下沉。在此過(guò)程中塑料塊受到的浮力F隨時(shí)間t的變化圖像可船是圖7中的(已知它們的密度關(guān)系是水塑料酒精)小張看到雞蛋浮在鹽水面上，如圖4所示，他沿杯璧緩慢加入清水使雞蛋下沉在此過(guò)程中，雞蛋受到的浮力F隨時(shí)間t的變化圖像可能是下圖中的（ ）小明和小華利用如圖17所示的實(shí)驗(yàn)器材，探究物體的浮沉條件，他們探究活動(dòng)的過(guò)程如下：（1）探究蠟塊的上浮條件1測(cè)量蠟塊的重力小明設(shè)計(jì)的方案：用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出蠟塊的重力。小華設(shè)計(jì)的方案：用天平測(cè)出蠟塊的質(zhì)量，求出重力。你支持 (小明/小華)的方案，理由是 。2測(cè)量蠟塊受到的浮力。小明在量筒中放入適量的水，把蠟塊放在水中浮在水面時(shí)，測(cè)出蠟塊排開(kāi)水的體積，用阿基米德原理求出浮力。你認(rèn)為上述操作用存在的問(wèn)題是 。3通過(guò)比較蠟塊的重力和受到的浮力，可知物體上浮的條件。（2）探究蠟塊下沉的條件1測(cè)量石塊的重力用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出石塊的重力2測(cè)量石塊受到的浮力小明利用量筒測(cè)出石塊浸沒(méi)水中排開(kāi)水的體積，用阿基米德原理求出浮力小華依據(jù)另一種原理，采用不同的方法也測(cè)出了石塊受到的浮力，其方法是： .3通過(guò)比較蠟塊的重力和受到的浮力，可知物體下沉的條件。小明猜想“浮力大小F與液體的密度和物體排開(kāi)液體的體積V有關(guān)”。他為了探究F與V的關(guān)系，自制了6個(gè)塑料塊(密度大于水)，其體積分別為10 cm3、20 cm3、30 cm3、40 cm3、50cm3和60cm3。將各塑料塊分別掛在彈簧測(cè)力計(jì)上，記下各塑料塊在空氣中和完全浸沒(méi)在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。 (1)小明記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上畫(huà)出F與V的關(guān)系圖象。實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456物體排開(kāi)液體的體積Vcm3102030405060彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1N(塑料塊在空氣中)O.14O.280.420.56O.70O.84彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F2N(塑料塊在水中)O.040.08O.120.16O.20O.24浮力FN0.100.20O.30O.40O.50O.60(2)根據(jù)圖象，可得出F與V的關(guān)系是：_。(3)通過(guò)分析圖象，得出當(dāng)V為75cm3時(shí)所對(duì)應(yīng)的浮力F=_N。(4)通過(guò)提取和處理表中的相關(guān)信息，回答下列兩個(gè)問(wèn)題：a現(xiàn)有量程為0.5N和1N兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，哪一個(gè)測(cè)力計(jì)符合該實(shí)驗(yàn)的要求?_。b實(shí)驗(yàn)中，小明每一次用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)力時(shí)，其指針都恰好在刻度線(xiàn)上。則該彈簧測(cè)力計(jì)的分度值不超過(guò)多少牛頓?_。用一彈簧測(cè)力計(jì)掛著一實(shí)心圓柱體，圓柱體的底面剛好與水面接觸(未浸入水)如圖16甲，然后將其逐漸浸入水中，如圖16乙是彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)隨圓柱體逐漸浸入水中的深度變化情況，求：(g取10Nkg)(1)圓柱體受的最大浮力(2)圓柱體剛浸沒(méi)時(shí)下表面受到的液體壓強(qiáng)(3)圓柱體的密度322007年5月6日上午，全球矚目的“南海1號(hào)”古沉船整體打撈行動(dòng)正式啟動(dòng)我國(guó)打撈工作者和相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)家為了讓這一艘沉沒(méi)于南海25m深處近千年的古船重見(jiàn)天日，做了很多科技攻關(guān)，取得了重大的技術(shù)突破（1）自身質(zhì)量為4250t的運(yùn)輸船，載著質(zhì)量為1000t的鋼制沉井（下端開(kāi)口），駛向“南海1號(hào)”古沉船沉沒(méi)海域運(yùn)輸船排開(kāi)海水的體積為多少？（海水=1.05103kg/m3）（2）“華天龍”號(hào)起吊船緊跟而至，抵達(dá)打撈現(xiàn)場(chǎng)后，將質(zhì)量為1000t的鋼制沉井吊起，如圖所示已知此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為85%，鋼纜拉力F為多大？（g取10N/kg，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（3）對(duì)“南海1號(hào)”古沉船采取整體打撈方案，首先將鋼制沉井下沉至海底罩住古沉船，然后封住鋼制沉井的下端，最后連井帶船一次性打撈上岸。該整體打撈方案在世界考古界還是首創(chuàng)北歐國(guó)家的考古打撈雖然發(fā)達(dá)，但是其采用的都是水下切割方法，首先把古船內(nèi)的貨物全部運(yùn)走，然后對(duì)船體進(jìn)行切割，將切割之后的小塊船體打撈上來(lái)進(jìn)行復(fù)原拼裝我國(guó)對(duì)“南海1號(hào)”古沉船采取整體打撈，相比切割打撈而言，有何更積極的意義？（說(shuō)出一點(diǎn)即可）F華天龍沉井關(guān)1、一長(zhǎng)方體鐵塊按圖4甲所示，從下表面與液面剛剛接觸處下放至圖中虛線(xiàn)位置。能大致反映鐵塊下降過(guò)程中所受浮力的大小與鐵塊下表面浸入液體深度關(guān)系的圖像是2、在圖甲中，石料在鋼繩拉力的作用下從水面上方以恒定的速度下降直至全部沒(méi)入水中。圖乙是鋼繩拉力隨時(shí)間t變化的圖像，若不計(jì)水的摩擦力，則可算出該石料的密摩為(g=10N/)（ ） A. 1. 6103kgm3 B. 2 .3103m3 C. 2. 8l03m3 D .3 .2103m33、一裝有水的杯中飄浮有一塑料塊，如圖6所示。沿杯壁緩慢加入酒精并進(jìn)行攪拌，使塑料 塊下沉。在此過(guò)程中塑料塊受到的浮力F隨時(shí)間t的變化圖像可船是圖7中的(已知它們的密度關(guān)系是水塑料酒精)小張看到雞蛋浮在鹽水面上，如圖4所示，他沿杯璧緩慢加入清水使雞蛋下沉在此過(guò)程中，雞蛋受到的浮力F隨時(shí)間t的變化圖像可能是下圖中的（ ）小明和小華利用如圖17所示的實(shí)驗(yàn)器材，探究物體的浮沉條件，他們探究活動(dòng)的過(guò)程如下：（1）探究蠟塊的上浮條件1測(cè)量蠟塊的重力小明設(shè)計(jì)的方案：用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出蠟塊的重力。小華設(shè)計(jì)的方案：用天平測(cè)出蠟塊的質(zhì)量，求出重力。你支持 (小明/小華)的方案，理由是 。2測(cè)量蠟塊受到的浮力。小明在量筒中放入適量的水，把蠟塊放在水中浮在水面時(shí)，測(cè)出蠟塊排開(kāi)水的體積，用阿基米德原理求出浮力。你認(rèn)為上述操作用存在的問(wèn)題是 。3通過(guò)比較蠟塊的重力和受到的浮力，可知物體上浮的條件。（2）探究蠟塊下沉的條件1測(cè)量石塊的重力用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出石塊的重力2測(cè)量石塊受到的浮力小明利用量筒測(cè)出石塊浸沒(méi)水中排開(kāi)水的體積，用阿基米德原理求出浮力小華依據(jù)另一種原理，采用不同的方法也測(cè)出了石塊受到的浮力，其方法是： .3通過(guò)比較蠟塊的重力和受到的浮力，可知物體下沉的條件。小明猜想“浮力大小F與液體的密度和物體排開(kāi)液體的體積V有關(guān)”。他為了探究F與V的關(guān)系，自制了6個(gè)塑料塊(密度大于水)，其體積分別為10 cm3、20 cm3、30 cm3、40 cm3、50cm3和60cm3。將各塑料塊分別掛在彈簧測(cè)力計(jì)上，記下各塑料塊在空氣中和完全浸沒(méi)在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。 (1)小明記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上畫(huà)出F與V的關(guān)系圖象。實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456物體排開(kāi)液體的體積Vcm3102030405060彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1N(塑料塊在空氣中)O.14O.280.420.56O.70O.84彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F2N(塑料塊在水中)O.040.08O.120.16O.20O.24浮力FN0.100.20O.30O.40O.50O.60(2)根據(jù)圖象，可得出F與V的關(guān)系是：_。(3)通過(guò)分析圖象，得出當(dāng)V為75cm3時(shí)所對(duì)應(yīng)的浮力F=_N。(4)通過(guò)提取和處理表中的相關(guān)信息，回答下列兩個(gè)問(wèn)題：a現(xiàn)有量程為0.5N和1N兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，哪一個(gè)測(cè)力計(jì)符合該實(shí)驗(yàn)的要求?_。b實(shí)驗(yàn)中，小明每一次用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)力時(shí)，其指針都恰好在刻度線(xiàn)上。則該彈簧測(cè)力計(jì)的分度值不超過(guò)多少牛頓?_。用一彈簧測(cè)力計(jì)掛著一實(shí)心圓柱體，圓柱體的底面剛好與水面接觸(未浸入水)如圖16甲，然后將其逐漸浸入水中，如圖16乙是彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)隨圓柱體逐漸浸入水中的深度變化情況，求：(g取10Nkg)(1)圓柱體受的最大浮力(2)圓柱體剛浸沒(méi)時(shí)下表面受到的液體壓強(qiáng)(3)圓柱體的密度322007年5月6日上午，全球矚目的“南海1號(hào)”古沉船整體打撈行動(dòng)正式啟動(dòng)我國(guó)打撈工作者和相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)家為了讓這一艘沉沒(méi)于南海25m深處近千年的古船重見(jiàn)天日，做了很多科技攻關(guān)，取得了重大的技術(shù)突破（1）自身質(zhì)量為4250t的運(yùn)輸船，載著質(zhì)量為1000t的鋼制沉井（下端開(kāi)口），駛向“南海1號(hào)”古沉船沉沒(méi)海域運(yùn)輸船排開(kāi)海水的體積為多少？（海水=1.05103kg/m3）（2）“華天龍”號(hào)起吊船緊跟而至，抵達(dá)打撈現(xiàn)場(chǎng)后，將質(zhì)量為1000t的鋼制沉井吊起，如圖所示已知此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為85%，鋼纜拉力F為多大？（g取10N/kg，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（3）對(duì)“南海1號(hào)”古沉船采取整體打撈方案，首先將鋼制沉井下沉至海底罩住古沉船，然后封住鋼制沉井的下端，最后連井帶船一次性打撈上岸。該整體打撈方案在世界考古界還是首創(chuàng)北歐國(guó)家的考古打撈雖然發(fā)達(dá)，但是其采用的都是水下切割方法，首先把古船內(nèi)的貨物全部運(yùn)走，然后對(duì)船體進(jìn)行切割，將切割之后的小塊船體打撈上來(lái)進(jìn)行復(fù)原拼裝我國(guó)對(duì)“南海1號(hào)”古沉船采取整體打撈，相比切割打撈而言，有何更積極的意義？（說(shuō)出一點(diǎn)即可）F華天龍沉井于冰熔化后液面升降問(wèn)題的拓展性思考冰浮于液面的問(wèn)題是生活中的常見(jiàn)問(wèn)題,在各類(lèi)試卷中經(jīng)常出現(xiàn),但由于這類(lèi)問(wèn)題的現(xiàn)象不太明顯,觀察需要的時(shí)間較長(zhǎng),不為一般的學(xué)生所重視.即使一部分學(xué)生有意識(shí)地去進(jìn)行觀察,出會(huì)現(xiàn)因?yàn)閱?wèn)題類(lèi)型比較多,而結(jié)論只有“升”和“降”兩種,常常出現(xiàn)而把現(xiàn)象和條件的對(duì)應(yīng)關(guān)系混淆的現(xiàn)象，導(dǎo)致認(rèn)識(shí)的偏差。為了更深刻地理解引起液面“升”、“降”的原因，準(zhǔn)確把握條件和現(xiàn)象之間的關(guān)系。可以將各類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行分類(lèi)處理，并以純水上浮純冰問(wèn)題為基點(diǎn)，逐步展開(kāi)思考形成系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。更重要的是可以通過(guò)這些問(wèn)題的討論和思考，把許多有關(guān)物體浮沉及液面變化問(wèn)題連成一個(gè)整體。1、基本問(wèn)題：純水水面上浮有純冰.當(dāng)冰熔化時(shí)液面將不變?！痉治觥抠|(zhì)量為m的冰漂浮于水面上時(shí)，所受的浮力等于其重力，即F浮=G物=mg=水gV排，則 而冰熔化成水時(shí)其質(zhì)量不變?nèi)詾閙,所以得到的水體積V水= m/水=V排，即這塊冰熔化所得到的水正好將冰漂浮在水面上時(shí)所排開(kāi)的水的“小坑”填滿(mǎn)，所以液面不變，即不升也不降。如圖1所示由。此還可以推導(dǎo)得出：當(dāng)冰熔化時(shí)，水對(duì)容器底的壓強(qiáng)不變。 2、純水水面上浮有含木塊或氣泡等密度小于水的物質(zhì)時(shí). 當(dāng)冰熔化則液面將不變?nèi)绻鶋K中含有木塊，當(dāng)冰塊浮于水面上時(shí)，它們受到的總浮力等于它們的總重力，如果把它們分開(kāi)，讓它們?nèi)匀黄∮谠瓉?lái)的水面則，它們所受的總的浮力仍然等于它們的總重力，即總的V排沒(méi)有改變，所以液面不變；而冰塊浮于純水上時(shí)，冰熔化，水面又是不變的，所以含有木塊的冰浮于純水水面時(shí)，冰熔化液面將不會(huì)變化。如圖2所示。3、純水水面上浮有含石塊等密度大于水的物質(zhì)時(shí). 當(dāng)冰熔化則液面將下降.可用小盒載小鐵球,然后將小鐵球放入水中時(shí)，水面的升降的例題進(jìn)行參照分析。當(dāng)小鐵球在盒中且漂浮于水面時(shí)，它們所受的浮力等于它們的總重力；設(shè)想將小鐵球取出用細(xì)線(xiàn)吊在盒子的下方且仍然漂浮于水面時(shí)，它們所受的浮力仍然等于其總重力；又設(shè)想將細(xì)線(xiàn)斷開(kāi)，則小鐵球會(huì)下沉，而在小鐵球下降的過(guò)程中，小鐵球的體積未發(fā)生變化，所以其所受的浮力不變，但盒子由于所受的向下的拉力沒(méi)了，盒子要平衡，盒子所受到的浮力必然會(huì)減小，即盒子會(huì)上浮一些，這將會(huì)引起液面的下降。其原因是：漂浮時(shí)它們所受的浮力等于其總重力，而當(dāng)小鐵球沉入小中后，它們所受的總浮力就會(huì)減小，這就會(huì)引起V排的減小，這就會(huì)引起液面的下降。如圖3所示。 同理當(dāng)含有小石塊的冰漂浮于水面時(shí)，可以設(shè)想將石塊與冰先進(jìn)行分離，先弄清冰與石塊分離時(shí)的液面升降情況，再結(jié)合純水面上浮有純塊，冰熔化時(shí)的液面的升降情況進(jìn)行判斷。如圖4所示。就很低容易得出含有石塊的冰浮于水面時(shí)，冰熔化則液面將下降討論：（1）將一個(gè)小湖中的小船上的石塊投入水中,湖中的水面的升降情況是下降。（2）環(huán)衛(wèi)工人用鐵爪將小湖中碎石 (或淤泥),撈到小船上，則湖中水面將上升。（此題中的的液面的變化方向與將小船上的石塊投入水中時(shí)，液面的變化方向相反）（3）將浮于水桶中水面上的碗沉入水中時(shí),桶中的水面將下降。（4）將沉在水桶底的碗輕輕撈起來(lái)讓它浮在水面上.則桶中的水面將上升。利用這類(lèi)問(wèn)題中的液面的變化關(guān)系，可以討論如何利用量筒、水、小玻璃杯來(lái)測(cè)量玻璃的密度。如圖5所示其密度表達(dá)式為 4.延伸拓展： .一塊0攝氏度的冰放在盛有0攝氏度的水的容器中，已知冰塊與容器底部接觸并相互間有壓力，則當(dāng)冰完全熔化為0攝氏度的水后，容器中水面的位置將上升。 上升 冰的密度略小于水的密度，冰已經(jīng)對(duì)容器低部產(chǎn)生壓力了，說(shuō)明受到的浮力小于冰塊的重力，也就是說(shuō)排開(kāi)的水的體積沒(méi)有冰的體積大。所以冰沒(méi)有完全浸沒(méi)在水中。當(dāng)冰融化后，水面位置肯定要上升。.一塊冰內(nèi)含有一塊小石頭,質(zhì)量為230g，放入盛有0攝氏度水的量筒中，正好懸浮于水中，此時(shí)水面上升了4.6cm，冰溶化后，水面又下降了0.44cm，如果量筒的內(nèi)橫截面積為50cm2，冰的密度為0.9103 kg/m3,則小石頭的密度為?水=230/230=1通過(guò)下降的體積算出冰的體積V-O.9V/1=0.44*50V=220CM3根據(jù)重力和浮力相同230*g=1*g*220+（230-0.9*220）/=3.2g/m35、純冰浮于不同液面上,當(dāng)冰熔化時(shí)的液面升降情況的討論?？梢砸约儽∮诩兯砻?，冰熔化液面不變?yōu)榛c(diǎn)逐步展開(kāi)討論。若一塊純冰漂浮于鹽水表面上，可以設(shè)想成當(dāng)這塊純冰浮在純水上時(shí)向水中加鹽，則鹽水的密度將會(huì)逐漸變大，而冰塊始終漂浮，其浮力始終等于重力，隨著鹽水的密度的增大，V排將會(huì)逐漸變小，即冰塊將上浮一些，這樣冰塊熔化后得到的水的體積將比它排開(kāi)的鹽水的體積要大，也就是冰塊熔化后液面將上升一些。（如圖6所示）若一塊純冰漂浮于酒精和水的混合物的表面上，可以設(shè)想成當(dāng)這塊純冰浮在純水上時(shí)向水中加酒精，則混合物的密度將會(huì)逐漸變小，只要冰塊始終漂浮，其浮力始終等于重力，隨著鹽水的密度的減小，V排將會(huì)逐漸變大，即冰塊將下沉一些，這樣冰塊熔化后得到的水的體積將比它排開(kāi)的混合物的體積要小，也就是冰塊熔化后液面將下降一些。（如圖7所示）通過(guò)將這些問(wèn)題系列化的集中討論，特別是借助于一些逐漸過(guò)度性的圖形展示，可以使同學(xué)們對(duì)這類(lèi)易混淆，不易用公式進(jìn)行簡(jiǎn)單推導(dǎo)就能得出結(jié)論的問(wèn)題有了一個(gè)整體性認(rèn)識(shí)。在同學(xué)們形成了一定的感性認(rèn)識(shí)，能正確地進(jìn)行方向的判斷之后，再利用相關(guān)公式進(jìn)行理論推導(dǎo)，則更能使加深對(duì)它的理解?？偨Y(jié)：一. 純冰浮于純水上，熔化后液面無(wú)變化。二. 冰中含有雜質(zhì)，漂浮在純水上時(shí)：1. 若冰中所含雜質(zhì)密度大于水的密度時(shí)，冰熔化后液面下降。2. 若冰中所含雜質(zhì)密度小于等于水的密度時(shí)，冰熔化后液面不變。三. 純冰浮在不同密度的液體表面上時(shí)：1. 若液體密度大于水的密度時(shí)，冰熔化后液面上升。2. 若液體密度小于水的密度時(shí)，冰熔化后液面下降。關(guān)于冰熔化后液面升降問(wèn)題的拓展性思考冰浮于液面的問(wèn)題是生活中的常見(jiàn)問(wèn)題,在各類(lèi)試卷中經(jīng)常出現(xiàn),但由于這類(lèi)問(wèn)題的現(xiàn)象不太明顯,觀察需要的時(shí)間較長(zhǎng),不為一般的學(xué)生所重視.即使一部分學(xué)生有意識(shí)地去進(jìn)行觀察,出會(huì)現(xiàn)因?yàn)閱?wèn)題類(lèi)型比較多,而結(jié)論只有“升”和“降”兩種,常常出現(xiàn)而把現(xiàn)象和條件的對(duì)應(yīng)關(guān)系混淆的現(xiàn)象，導(dǎo)致認(rèn)識(shí)的偏差。為了更深刻地理解引起液面“升”、“降”的原因，準(zhǔn)確把握條件和現(xiàn)象之間的關(guān)系?？梢詫⒏黝?lèi)問(wèn)題進(jìn)行分類(lèi)處理，并以純水上浮純冰問(wèn)題為基點(diǎn)，逐步展開(kāi)思考形成系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。更重要的是可以通過(guò)這些問(wèn)題的討論和思考，把許多有關(guān)物體浮沉及液面變化問(wèn)題連成一個(gè)整體。1、基本問(wèn)題：純水水面上浮有純冰.當(dāng)冰熔化時(shí)液面將不變?！痉治觥抠|(zhì)量為m的冰漂浮于水面上時(shí)，所受的浮力等于其重力，即F浮=G物=mg=水gV排，則 而冰熔化成水時(shí)其質(zhì)量不變?nèi)詾閙,所以得到的水體積V水= m/水=V排，即這塊冰熔化所得到的水正好將冰漂浮在水面上時(shí)所排開(kāi)的水的“小坑”填滿(mǎn)，所以液面不變，即不升也不降。如圖1所示由。此還可以推導(dǎo)得出：當(dāng)冰熔化時(shí)，水對(duì)容器底的壓強(qiáng)不變。 2、純水水面上浮有含木塊或氣泡等密度小于水的物質(zhì)時(shí). 當(dāng)冰熔化則液面將不變?nèi)绻鶋K中含有木塊，當(dāng)冰塊浮于水面上時(shí)，它們受到的總浮力等于它們的總重力，如果把它們分開(kāi)，讓它們?nèi)匀黄∮谠瓉?lái)的水面則，它們所受的總的浮力仍然等于它們的總重力，即總的V排沒(méi)有改變，所以液面不變；而冰塊浮于純水上時(shí)，冰熔化，水面又是不變的，所以含有木塊的冰浮于純水水面時(shí)，冰熔化液面將不會(huì)變化。如圖2所示。3、純水水面上浮有含石塊等密度大于水的物質(zhì)時(shí). 當(dāng)冰熔化則液面將下降.可用小盒載小鐵球,然后將小鐵球放入水中時(shí)，水面的升降的例題進(jìn)行參照分析。當(dāng)小鐵球在盒中且漂浮于水面時(shí)，它們所受的浮力等于它們的總重力；設(shè)想將小鐵球取出用細(xì)線(xiàn)吊在盒子的下方且仍然漂浮于水面時(shí)，它們所受的浮力仍然等于其總重力；又設(shè)想將細(xì)線(xiàn)斷開(kāi)，則小鐵球會(huì)下沉，而在小鐵球下降的過(guò)程中，小鐵球的體積未發(fā)生變化，所以其所受的浮力不變，但盒子由于所受的向下的拉力沒(méi)了，盒子要平衡，盒子所受到的浮力必然會(huì)減小，即盒子會(huì)上浮一些，這將會(huì)引起液面的下降。其原因是：漂浮時(shí)它們所受的浮力等于其總重力，而當(dāng)小鐵球沉入小中后，它們所受的總浮力就會(huì)減小，這就會(huì)引起V排的減小，這就會(huì)引起液面的下降。如圖3所示。 同理當(dāng)含有小石塊的冰漂浮于水面時(shí)，可以設(shè)想將石塊與冰先進(jìn)行分離，先弄清冰與石塊分離時(shí)的液面升降情況，再結(jié)合純水面上浮有純塊，冰熔化時(shí)的液面的升降情況進(jìn)行判斷。如圖4所示。就很低容易得出含有石塊的冰浮于水面時(shí)，冰熔化則液面將下降討論：（1）將一個(gè)小湖中的小船上的石塊投入水中,湖中的水面的升降情況是下降。（2）環(huán)衛(wèi)工人用鐵爪將小湖中碎石 (或淤泥),撈到小船上，則湖中水面將上升。（此題中的的液面的變化方向與將小船上的石塊投入水中時(shí)，液面的變化方向相反）（3）將浮于水桶中水面上的碗沉入水中時(shí),桶中的水面將下降。（4）將沉在水桶底的碗輕輕撈起來(lái)讓它浮在水面上.則桶中的水面將上升。利用這類(lèi)問(wèn)題中的液面的變化關(guān)系，可以討論如何利用量筒、水、小玻璃杯來(lái)測(cè)量玻璃的密度。如圖5所示其密度表達(dá)式為 4.延伸拓展： .一塊0攝氏度的冰放在盛有0攝氏度的水的容器中，已知冰塊與容器底部接觸并相互間有壓力，則當(dāng)冰完全熔化為0攝氏度的水后，容器中水面的位置將上升。 上升 冰的密度略小于水的密度，冰已經(jīng)對(duì)容器低部產(chǎn)生壓力了，說(shuō)明受到的浮力小于冰塊的重力，也就是說(shuō)排開(kāi)的水的體積沒(méi)有冰的體積大。所以冰沒(méi)有完全浸沒(méi)在水中。當(dāng)冰融化后，水面位置肯定要上升。.一塊冰內(nèi)含有一塊小石頭,質(zhì)量為230g，放入盛有0攝氏度水的量筒中，正好懸浮于水中，此時(shí)水面上升了4.6cm，冰溶化后，水面又下降了0.44cm，如果量筒的內(nèi)橫截面積為50cm2，冰的密度為0.9103 kg/m3,則小石頭的密度為?水=230/230=1通過(guò)下降的體積算出冰的體積V-O.9V/1=0.44*50V=220CM3根據(jù)重力和浮力相同230*g=1*g*220+（230-0.9*220）/=3.2g/m35、純冰浮于不同液面上,當(dāng)冰熔化時(shí)的液面升降情況的討論?？梢砸约儽∮诩兯砻?，冰熔化液面不變?yōu)榛c(diǎn)逐步展開(kāi)討論。若一塊純冰漂浮于鹽水表面上，可以設(shè)想成當(dāng)這塊純冰浮在純水上時(shí)向水中加鹽，則鹽水的密度將會(huì)逐漸變大，而冰塊始終漂浮，其浮力始終等于重力，隨著鹽水的密度的增大，V排將會(huì)逐漸變小，即冰塊將上浮一些，這樣冰塊熔化后得到的水的體積將比它排開(kāi)的鹽水的體積要大，也就是冰塊熔化后液面將上升一些。（如圖6所示）若一塊純冰漂浮于酒精和水的混合物的表面上，可以設(shè)想成當(dāng)這塊純冰浮在純水上時(shí)向水中加酒精，則混合物的密度將會(huì)逐漸變小，只要冰塊始終漂浮，其浮力始終等于重力，隨著鹽水的密度的減小，V排將會(huì)逐漸變大，即冰塊將下沉一些，這樣冰塊熔化后得到的水的體積將比它排開(kāi)的混合物的體積要小，也就是冰塊熔化后液面將下降一些。（如圖7所示）通過(guò)將這些問(wèn)題系列化的集中討論，特別是借助于一些逐漸過(guò)度性的圖形展示，可以使同學(xué)們對(duì)這類(lèi)易混淆，不易用公式進(jìn)行簡(jiǎn)單推導(dǎo)就能得出結(jié)論的問(wèn)題有了一個(gè)整體性認(rèn)識(shí)。在同學(xué)們形成了一定的感性認(rèn)識(shí)，能正確地進(jìn)行方向的判斷之后，再利用相關(guān)公式進(jìn)行理論推導(dǎo)，則更能使加深對(duì)它的理解?？偨Y(jié)：一. 純冰浮于純水上，熔化后液面無(wú)變化。二. 冰中含有雜質(zhì)，漂浮在純水上時(shí)：1. 若冰中所含雜質(zhì)密度大于水的密度時(shí)，冰熔化后液面下降。2. 若冰中所含雜質(zhì)密度小于等于水的密度時(shí)，冰熔化后液面不變。三. 純冰浮在不同密度的液體表面上時(shí)：1. 若液體密度大于水的密度時(shí)，冰熔化后液面上升。2. 若液體密度小于水的密度時(shí)，冰熔化后液面下降。關(guān)于冰熔化后液面升降問(wèn)題的拓展性思考冰浮于液面的問(wèn)題是生活中的常見(jiàn)問(wèn)題,在各類(lèi)試卷中經(jīng)常出現(xiàn),但由于這類(lèi)問(wèn)題的現(xiàn)象不太明顯,觀察需要的時(shí)間較長(zhǎng),不為一般的學(xué)生所重視.即使一部分學(xué)生有意識(shí)地去進(jìn)行觀察,出會(huì)現(xiàn)因?yàn)閱?wèn)題類(lèi)型比較多,而結(jié)論只有“升”和“降”兩種,常常出現(xiàn)而把現(xiàn)象和條件的對(duì)應(yīng)關(guān)系混淆的現(xiàn)象，導(dǎo)致認(rèn)識(shí)的偏差。為了更深刻地理解引起液面“升”、“降”的原因，準(zhǔn)確把握條件和現(xiàn)象之間的關(guān)系。可以將各類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行分類(lèi)處理，并以純水上浮純冰問(wèn)題為基點(diǎn)，逐步展開(kāi)思考形成系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。更重要的是可以通過(guò)這些問(wèn)題的討論和思考，把許多有關(guān)物體浮沉及液面變化問(wèn)題連成一個(gè)整體。1、基本問(wèn)題：純水水面上浮有純冰.當(dāng)冰熔化時(shí)液面將不變。【分析】質(zhì)量為m的冰漂浮于水面上時(shí)，所受的浮力等于其重力，即F浮=G物=mg=水gV排，則 而冰熔化成水時(shí)其質(zhì)量不變?nèi)詾閙,所以得到的水體積V水= m/水=V排，即這塊冰熔化所得到的水正好將冰漂浮在水面上時(shí)所排開(kāi)的水的“小坑”填滿(mǎn)，所以液面不變，即不升也不降。如圖1所示由。此還可以推導(dǎo)得出：當(dāng)冰熔化時(shí)，水對(duì)容器底的壓強(qiáng)不變。 2、純水水面上浮有含木塊或氣泡等密度小于水的物質(zhì)時(shí). 當(dāng)冰熔化則液面將不變?nèi)绻鶋K中含有木塊，當(dāng)冰塊浮于水面上時(shí)，它們受到的總浮力等于它們的總重力，如果把它們分開(kāi)，讓它們?nèi)匀黄∮谠瓉?lái)的水面則，它們所受的總的浮力仍然等于它們的總重力，即總的V排沒(méi)有改變，所以液面不變；而冰塊浮于純水上時(shí)，冰熔化，水面又是不變的，所以含有木塊的冰浮于純水水面時(shí)，冰熔化液面將不會(huì)變化。如圖2所示。3、純水水面上浮有含石塊等密度大于水的物質(zhì)時(shí). 當(dāng)冰熔化則液面將下降.可用小盒載小鐵球,然后將小鐵球放入水中時(shí)，水面的升降的例題進(jìn)行參照分析。當(dāng)小鐵球在盒中且漂浮于水面時(shí)，它們所受的浮力等于它們的總重力；設(shè)想將小鐵球取出用細(xì)線(xiàn)吊在盒子的下方且仍然漂浮于水面時(shí)，它們所受的浮力仍然等于其總重力；又設(shè)想將細(xì)線(xiàn)斷開(kāi)，則小鐵球會(huì)下沉，而在小鐵球下降的過(guò)程中，小鐵球的體積未發(fā)生變化，所以其所受的浮力不變，但盒子由于所受的向下的拉力沒(méi)了，盒子要平衡，盒子所受到的浮力必然會(huì)減小，即盒子會(huì)上浮一些，這將會(huì)引起液面的下降。其原因是：漂浮時(shí)它們所受的浮力等于其總重力，而當(dāng)小鐵球沉入小中后，它們所受的總浮力就會(huì)減小，這就會(huì)引起V排的減小，這就會(huì)引起液面的下降。如圖3所示。 同理當(dāng)含有小石塊的冰漂浮于水面時(shí)，可