实用文库汇编之冰熔化后液面升降问题

1、作者:角狂风*作品编号：创作日期：2020年12月20a实用丈库汇编之关于冰嫁化后液面升啥问题的柘畏性恩考冰浮于液而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而“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，并以纯水上浮纯冰问题为基点，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

2、有关物体浮沉及液而变化问题连成一个整体。1、基本问题：纯水水而上浮有纯冰当冰熔化时液而将不变。【分析】质量为m的冰漂浮于水而上时，所受的浮力等于其重力，即 F ；?=G nj=mg= P 水gV贝ij而冰熔化成水时英质呈:不变仍为m.所以得到的水体积V水=in/ p =V h，即这 块冰熔化所得到的水正好将冰漂浮在水面上时所排开的水的“小坑”填满，所 以液而不变，即不升也不降。如图1所示由。此还可以推导得出：当冰熔化时， 水对容器底的压强不变。陀2、纯水水而上浮有含木块或气泡等密度小于水的物质时当冰熔化则液而将丕 变如果冰块中含有木块，当冰块浮于水而上时，它们受到的总浮力等于它们 的总重力，如

3、果把它们分开，让它们仍然漂浮于原来的水而则，它们所受的总 的浮力仍然等于它们的总重力，即总的V州没有改变，所以液而不变：而冰块 浮于纯水上时，冰熔化，水而又是不变的，所以含有木块的冰浮于纯水水而时, 冰熔化液而将不会变化。如图2所示。3、纯水水而上浮有含石块等密度大于水的物质时.当冰熔化则液而将下降.可用小盒载小铁球,然后将小铁球放入水中时，水而的升降的例题进行参照所受的浮分析。当小铁球在盒中且漂浮于水而时，它们BC力等于它们的总重力：设想将小铁球取岀用细线吊在盒子的下方且仍然漂浮于水而时，它们所受的浮力仍然等于其总重力；又设想将细线断开，则小铁球会下沉，而在小铁球下降的过程中，小铁球的体积未

4、发生变化， 所以其所受的浮力不变，但盒子由于所受的向下的拉力没了，盒子要平衡，盒 子所受到的浮力必然会减小，即盒子会上浮一些，这将会引起液面的下降。苴 原因是：漂浮时它们所受的浮力等于其总重力，而当小铁球沉入小中后，它们 所受的总浮力就会减小，这就会引起V “的减小，这就会引起液而的下降。如 图3所示。同理当含有小石块的冰漂浮于水而时，可以设想将石块与冰先进行 分离，先弄淸冰与石块分离时的液而升降情况，再结合纯水而上浮有纯块，冰 熔化时的液而的升降情况进行判断。如图4所示。就很低容易得出含有石块的 冰浮于水而时，冰熔化则液而将下降甲乙国3丙T讨论：（1）将一个小湖中的小船上的石块投入水中,湖中

5、的水而的升降情况是工 隆。（2）环卫工人用铁爪将小湖中碎石（或淤泥）,捞到小船上，则湖中水而将 上升。（此题中的的液面的变化方向与将小船上的石块投入水中时，液而的变 化方向相反）（3）将浮于水桶中水面上的碗沉入水中时，桶中的水而将下降。（4）将沉在水桶底的碗轻轻捞起来让它浮在水而上.则桶中的水而将上升。 利用这类问题中的液而的变化关系,可以讨论如何利用量筒、水、小字璃_兀_眄傲虑7 _ 7 水杯来测量玻璃的密度。如图5所示其密度表达式为I乞 14. 延伸拓展：(1) 一块0摄氏度的冰放在盛有0摄氏度的水的容器中，已知冰块与容 器底部接触并相互间有压力，则当冰完全熔化为0摄氏度的水后，容器中水而

6、 的位置将上升。上升冰的密度略小于水的密度，冰已经对容器低部产生压力了， 说明受到的浮力小于冰块的重力，也就是说排开的水的体积没有冰的体积大。 所以冰没有完全浸没在水中。当冰融化后，水而位置肯立要上升。(2) .块冰内含有一块小石头,质量为230g,放入盛有0摄氏度水的量筒 中，正好悬浮于水中，此时水而上升了 4.6cm,冰溶化后，水而又下降了 0.44cm, 如果量筒的内横截而积为50cm2,冰的密度为0.9X103 kg/m),则小石头的密度 为？p 水=230/230=1通过下降的体积算出冰的体积V-O.9V/1 =0.44*50V=220CM3根据重力和浮力相同230*g=l*g*22

7、0+ (230-0.9*220) /pp=3.2g/m35、纯冰浮于不同液面上，当冰熔化时的液而升降情况的讨论。可以以纯冰 浮于纯水表而，冰熔化液面不变为基点逐步展开讨论。若一块纯冰漂浮于盐水 表而上，可以设想成当这块纯冰浮在纯水上时向水中加盐，则盐水的密度将会 逐渐变大，而冰块始终漂浮，苴浮力始终等于重力，随着盐水的密度的增大， V “将会逐渐变小，即冰块将上浮一些，这样冰块熔化后得到的水的体枳将比它 排开的盐水的体积要大，也就是冰块熔化后液而将上升一些。(如图6所示)令盐E 图6盐水t盐水终的水位CI)若一块纯冰漂浮于酒精和水的混介物的表面上，可以设想成当这块纯冰浮 在纯水上时向水中加洒精

8、，则混合物的密度将会逐渐变小，只要冰块始终漂浮, 其浮力始终等于重力，随着盐水的密度的减小，V州将会逐渐变大，即冰块将下 沉一些，这样冰块熔化后得到的水的体积将比它排开的混合物的体积要小，也 就是冰块熔化后液面将下降一些。（如图7所示）酒懵目混合液通过将这些问题系列化的集中讨论，特别是借助于一些逐渐过度性的图形 展示，可以使同学们对这类易混淆，不易用公式进行简单推导就能得岀结论的 问题有了一个整体性认识。在同学们形成了一定的感性认识，能正确地进行方 向的判断之后，再利用相关公式进行理论推导，则更能使加深对它的理解。一. 纯冰浮于纯水上，熔化后液而无变化。二. 冰中含有杂质，漂浮在纯水上时：1. 若冰中所含杂质密度大于水的密度时，冰熔化后液而下降。2