初二物理液面升降专题

1、浮力专题液面升降问题学案知识复习：一 . 浮力基本概念中易错点：1 浸在液体（或气体）里的物体受到液体（或气体）的向上的托力叫做浮力2 浮力总是竖直向上的， 它的大小等于液体 （或气体） 对物体向上和向下的压力的差3 不论物体是漂浮在液面上， 还是正在液体中下沉 （或上浮） 或已沉底的物体（不完全密合）都受到浮力。二、阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力， 浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。?浮=6排液=p液g v排浸没时丫排=丫物部分浸入时v排=v v出注意：31、单位:f浮：牛顿；一千克/米3,g%-牛顿/千克,v排一m2、浮力的有关因素：浮力只与p液,v排有关，与p物（g物）

2、完全无关；3、与v 物无直接关系；4、物体完全浸没在液体中，所受浮力与浸没的深度无关。三 物体的浮沉条件 （1 ）浸没在液体中的物体（v排=丫物）由【f浮=液8丫排，g物=物8丫物】可知：f浮g物，下沉（p液 p物）?浮6物，上浮（液物）?浮=6物，悬浮（液=p物）（2 ）漂浮在液面上的物体：f浮=6物（丫排丫物）四 浮力的计算1根据阿基米德原理计算：f浮=p gv排或f浮二g液体。2 由浮力的成因计算， f 浮 =f 向上 -f 向下。3 由称重法，已知物体在空气中称重g 及物体浸没在液体中称重g,则 f浮=g-g。4由物体漂浮或悬浮时力的平衡条件计算，得f浮=6物10? 首先是冰融化后考虑

3、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？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？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？? 轮船投放物体的问题题目 4 一艘装有木块的轮船停放在水面不大的湖中， 若将船上的木块投入湖水中，问水面将上升、下降还是不变?题目 5 一艘装有石块的轮船停在水面不大的湖中， 若将船上的石块投入湖水中，问水面将上升、下降还是不变?用“状态法”速断液面升降一、什么叫状

4、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=1浮=6, p液gv排=液且丫排，则v排=v排，液面不变.若变化前无沉体

5、，变化后有沉体，由浮沉条件知：！浮=6, 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f浮，即v排v排，故液面上升.四、应用举例例1有三个实心小球甲、乙、丙，甲球在水中悬浮，乙球在水中下沉，丙球漂浮在水面上.现将甲、乙、丙三球同时放在一只敞口的小铁盒里，然后将小铁盒漂浮在盛水的容器中下列判断正确的是（）a.只将小球甲从盒中取出放入水中后，容器中水面不变b .只将小球乙从盒中取出放入水中后，容器中水面下降c.只将小球丙从盒中取出放入水中后，容器中水面上升d.将甲、乙、丙三球同时放入水中后，容器中水面下降例2在一较大容器的水面上放一木块，木块面放一个

6、体积为1分米3、重7.84牛的物体，此时木块漂浮.如果将物体从木块上拿下并放入水中，当木块和物体都静止时，容器中的水面将（）a.上升b.下降c.不变 d.无法判断例3在盛水的缸底有一个实心铁球，水面上漂浮着一个脸盆.若将铁球捞出放入盆中，盆仍漂浮在水面上，则缸底所受水的压强（）a.变大b.变小c.不变d.无法判断例4桶里水面漂浮着一块冰，当冰溶化成水时，水面的高度与原来相比（）a.上升b.下降c.不变d.三种情况都有可能例5在上述例4中，若浮冰中间夹有小木块，则冰溶化后，桶里的水面;若浮冰中间夹有小石块，则冰溶化后，桶里的水面rna_l-i . i 取出放入水中后,液面升降问题类型一一一容器中

7、的固态物质投入水 中后判断液面升降?实质：曷比较前后v排的变化。实验：情景如图所 示，小船和石块一起 漂浮在水中，将石块（或金属块）从船中 你观察到的现象是水面怎样用理论知识解释你看到的现象? 理论推导：变化：如果将沉在水底的石块放入船中使船漂浮，液面如何变化？ 原因是： 进一步探讨：从船中取出怎样的固态物质放入水中, 水面不变？用桌上提供的实验器材进行探究并思考。答原因是：类型一的结论是：此类问题判断前后液面变化，实质是比较 v排的变化， 因为液体密度不变，浮力跟 v排有关，所以转化为判 断浮力的变化。若浮力变大，则v排变大，液 面 l若浮力变小，则 v排变小，液面 l若浮力不变，则v排不变

8、，液面二丛容器中往水中投放固态物质，也可以比较 p物和p 液的关系，若p物p液，则液面;若p物w p 液，则液面。反馈练习：如图所示，一个小船中 放有abc三个小球，小船和球一 起漂浮在水面上，其中a球密度小 于水，b球密度等于水，c球密度 大于水，小船可以自由的漂浮在水面上。只将a球放入水中， 则a球 （填浮沉状 况），液面 c填“上升”或“下降”或“不变”）只将b球放入水中， 则b球 （填浮沉状 况），液面c填“上升”或“下降”或“不变”）只将c球放入水中， 则c球 （填浮沉状 况），液面（填“上升”或“下降”或“不变”） 若将abc三球同时从船中取出放入水中，则液面 1填“上升”或“下降

9、”或“不变”）。液面升降问题类型二一一类型二：纯冰浸于液体，熔化后判断液面升降分析：冰块熔化后化成水，体积变小且水具有流动性。此类问题的关键是判断 v排和 的关系。思考：将冰块分别放在水、盐水和煤油（或酒精）中，冰块完全熔化后，判断液面的变化。1.冰块放在水中，漂浮，熔化后，液面 d简单推导过程：2 .冰块放在盐水中，漂浮，熔化后，液面。简单推导过程:3 .冰块放在煤油（或酒精）中，沉底，熔化后，液面 0简单推导过程：结论：反馈练习：若冰块漂浮在密度为 0.9g/cm3的液体中, 熔化后，液面类型三：冰块中含有其他物体浮于 水中，冰块熔化后判断水面升降。（选讲）分析：由于冰块熔化后不会引起水

10、面的变化，关键是分析冰块所包的物体引起的液面变 化。（类比类型一）1 .冰块内包有一个石块（石块密度大于水的密度）漂浮在水面上，冰块熔化后，石块 l填 浮沉状况）一则水面l填“上升”或“下降”或“不变”）。2 .冰块内包有一个密度等于水的物体漂浮在水面上， 冰块熔化后，水面c填“上升”或“下降”或“不变”3 .冰块内包有一个木块（木块密度小于水）漂浮在水面上，冰块熔化后，水面l填“上升”或“下降”或“不变”）。课堂实练及作业：1,水梢中放一个小铁盒，铁盒中放少许细线和一个铝块，铁盒漂浮在水面。现用细线把铝块拴在铁盒下面， 铁盒仍漂浮在水面，如图所示。讨论此时水梢中的水位以及铁盒浸入水中的体积，

11、 说法正确的是（ ）a.水梢中水位不变，铁盒浸入水中的体积肥q !b.水梢中水位下降，铁盒浸入水中的体积辰二1二1c.水梢中水位不变，铁盒浸入水中的体积变小d.水梢中水位上升，铁盒浸入水中的体积不变2.在图中，容器内装有一定量的水，水面上浮有木块 i i 口|甲，在甲上放有铁块乙，甲卜二百，二与乙之间用细绳相连，当木1块翻转，铁块乙没入水中时，则（）a.容器内液面高度一定不变b.容器内液面高度一定降低c.容器内液面高度一定升高d.容器内液面高度先升高后降低3.如图所示，木块下吊着一铁块，水中，如果将绳子剪断，当木块和静止后，下列分析正确的是（）a.铁块沉底，木块漂浮b.水面下降，容器底受到水的

12、压强c.桌面受到的压力变小d.桌面受到的压强不变悬浮在铁块都l变小4 .重为5n的木块a,在水中处于静止状态，此时 .绳子的拉力为3n,若绳子突然断了，木块a在没有 -一了一二露出水面之前，所受合力的大小和方向一一-二是当木块露出水面漂浮时，水面l填“上升”或“下降”或“不变”），木块所受浮力为一水对容器底的压力 c填“增加”或“减小”）了5 .一块0c的冰放在盛有0c的水的容器中。已知冰块与容器底部相接触并相互间有压力，则当冰完全融化为 0 c 的水后.容器中水面的位置将（）a.上升；b.下降；c.保持不变；d.水面的升或降决定于冰和容器内水的体积。6 .如图所示，装有金属球的小盆漂浮在圆柱

13、形水梢的水面上。此时小盆受浮力fi。若把金属球从盆中拿出并投入水梢中，球沉到水梢的底部。此时小盆受浮力 f2,水梢底对金属球的支持力为n。那么a.小盆受重力的大小为fib.金属球受重力的大小为f1-f2c.小盆排水体积减小了d.水对水梢底部的压力减小了 n7 .在图中，容器内装有一定量的水，酒精 面上浮有木块甲，在甲上放有铁块乙，甲与 乙之间用细绳相连，当木块翻转，铁块乙没 入酒精中时，则a.容器内液面高度一定不变8 .容器内液面高度一定降低c.容器内液面高度一定升高d.容器内液面高度先升高后降低8 .如图所示，圆柱形容器内盛有某种液体，一正方体木块漂浮在液 面上，已知木块的体积为1000cm

14、i鼻=一10h,状容器底面积是木块底面积的2倍，g取10n/kg,求：(1)木块受到的浮力(2)要使木块浮出液面的高度恰好为 1cm,必须向木块施加2n竖直向下的力，求液体的密度为多大？(3)用力将木块恰好全部按入液体中，容器底部所受到的液体的压强比(2)中增大了多少？9 .如图所示，金属铝块的体积为500cm1用线系着放入装有某种液体圆柱形容器中，容器中的液体深度由20cm上升到21cm,这时细线对铝块的拉力为9.5n,求：(1)铝块受到的重力(2)铝块在液体中受到的浮力(3)液体的密度(4)剪断细线，铝块沉底静止后，容器对水平支持面的压强(容器 的重力和容器壁的厚度忽略不计，&二27x10

15、加川，侬)10 .正方体木块漂浮在水面上，有总体积的 1/5露出水面，不可伸长 的悬绳处于松弛状态.已知绳子能承受的最大拉力为 5牛，木块边长为0.1米，容器底面积为0.03米3,容器底有一阀门k.求：(1)木块的密度；(2)打开阀门使水缓慢流出，当细绳断裂前一瞬间关闭阀门，此时木块排开水的体积为多少？(3)在细绳断后木块再次漂浮时，容器底受到水的压强与断绳前的瞬间相比，容器底受水的压强怎样变化？改变了多少？ ( g取10牛/ 千克.提示：相互作用的两个力总是等大的)2011 .如图甲所示，高度为16那的圆柱体a用细线系住后，浸入水梢 的水中，当圆柱体 a有7/8的体积露出水面时，细线的拉力恰

16、好为 1n,如图乙所示，用细线将圆柱体 a拉入水梢中，当细线施加的拉 力为a重的3/4时，圆柱体有7/8的体积浸入水中，已知圆柱体a底 面积是圆柱形水梢底面积的1/6,= 炮）求：（1）圆柱体a的重力（2）先后两次水对容器底的压强差甲乙12 .如图所示、一圆柱形平底容器底面积为5乂10-%,把它平放在水 平桌面上，在容器内放入一个底面积为2x11” 高为0.15m的圆柱 形物块，且与容器底不完全密合，物块的平均密度为0sxim 炮/= 10 州/烟）求：（1）物块对容器底的压强？（2）向容器内缓慢注入重量为多少千克的水时，物块对容器底的压强恰好为零？模拟题选练1. （09海一）如图11所示，底

17、面积为si的圆柱形容器中装有未知密度的液体。将一密度为p的正方体金属块放入底面积为 s2的长 方体塑料盒中（塑料盒的厚度可忽略不计），塑料盒漂浮在液面上（液 体不会溢出容器），其浸入液体的深度为hi。若把金属块 从塑料盒中取出，用细线系在塑料盒的下方，放入液体 中，金属块不接触容器，塑料盒浸入液体的深度为h2。剪断细线，金属块会沉到容器的底部，塑料盒漂浮在液面上，其浸入 液体的深度为h3。若塑料盒始终处于如图所示的直立状态而未发生 倾斜，则细线剪断前、后液体对圆柱形容器底部的压强减小 了。2. （09宣一）如图9甲所示，a、b两个实心正方体所受重力分别为ga、gb ,它们的密度分别为 等、但，

18、它们的边长分别为ha、hb。若将它们放在水平地面上，对地面产生的压强分别为 pa、 pb。若将它们放入柱状容器的水中（水未溢出），物体静止后，如 图9乙所示，a物体有1/3的体积露出水面，b物体静止在水中，甲乙容器底部受到水的压力比未放入两物体时增加fi ;若将b物体取出轻压在a物体上（水未溢出），待物体静止后，容器底部受 到水的压力比未放入两物体时增加f2。若已知pa =2pb ,fi = 1.52n, g取10n/kg 。则下列说法正确的是：a. ha ?hb=3 ?1b. hb =0. 04m24c. pa- pb =200pa ;d. ga+gb= 1. 52n ; f2 =fi3. （09朝一）如图7所示，在底面积为s的圆柱形水梢底部有一个金属球，圆柱型的烧杯漂浮在水面上，此时烧杯底受到水的压力为fi。若把金属球从水中捞出放在烧杯里使其底部保持水平漂浮在水中，此时烧杯底受到水的压力为f2,此时水梢底部受到水的压强与 捞起金属球前的变化量为p,水的密度为pzm根据上述条件可知金图7属