初二上液面升降

1、液面升降问题的分析本文介绍一种简便快捷的判断方法“状态法” 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 如何用“状态法”速断液面升降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；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；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 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浮、浮若变化前后均无沉体出现，由浮沉条件知浮浮， 液排液排，则 排排， 液面不变若变化前无沉体，变化后有沉体，

2、由浮沉条件知 浮，浮，则 浮浮， 即排排，故液面下降若变化前有沉体，变化后无沉体，由浮沉条件知 浮，浮，则 浮浮， 即排排，故液面上升一、液面升降的主要类型有：类型一： 纯冰浸于液体，熔化后判断液面升降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。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；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：

3、 容器中的固态物质投入水中后判断液面升降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：我们要比较的是冰熔化前（或物体投放前）在液体中排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。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

4、器底部受到压力的变化。F前=P前×S底=液gh前S底 F后=P后×S底=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？ 比较体积变化法当冰漂浮时，依漂浮条件可知，F浮=G冰 即水V排= G冰 = m冰g V排m冰/水冰化成水后，冰的质量与水的质量没有变化即m化水= m冰

5、 V化水m冰/水所以V排=V化水 即冰块完全熔化后水面高度不变。 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 即前S器底=P后S器底 水h前S器底=水h后S器底 h前=h后 即液面不变。 比较浮力变化法 因为浮力F浮 = 液gV排，对于这种液体密度液不变情况，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

6、，浮力变大则液面上升。对这道题：熔化前冰漂浮 F前浮= G物熔化后，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。结论：纯冰浮在水面上.当冰熔化后液面将不变。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 ， 即水g V排G冰，故得V排m冰/水熔化为水的体积  V化水=m水/水= m冰/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

7、后液面将上升。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09×103千克米3；浓盐水的密度是11×103千克米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，即盐水 g V排=m冰g V排=m冰/盐水化成水后，冰的质量与水的质量没有变化即m化水= m冰

8、V化水m冰/水水<盐水 。V化水>V排，冰块在浓盐水中熔化后液面上升类型一：3、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？解析：冰块熔化前，在酒精中处于漂浮状态则有F浮=G冰，即酒g V排=m冰g V排m冰/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/水酒水 。V化水V排，冰块在浓盐水中熔化后液面下降类型二：1、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？ 比较体积变化法冰块漂浮时

9、：F浮=G冰+G木 即水gV排= G冰+G木,V前排= (m冰+m木)/ 水=m冰/水+m木/水 (1)当冰块化成水时：m化水= m冰 V化水m冰/水又因为木块仍漂浮，F木浮= G木 即水gV木排= m木g V木排=m木/水V后排=V化水+V木排= m冰/水+ m木/水 (2)由 得：V前排= V后排  故当冰完全熔化成水时，水面不变。 比较浮力变化法 熔化前冰块和木块都漂浮 F前浮 = G冰 + G木熔化后熔化成的水悬浮，木块仍漂浮 F后浮 = G化水 + G木又G化水= G冰 所以F前浮F后浮，即熔化前后所受浮力不变，所以液面将不变。推论：当冰块中含有密度比水小的固体（如小蜡块）

10、或将密度比水小的固体放在冰块上浮于容器内水面上，则冰熔化后，仿照上述方法推算可知，水面将保持不变。类型二：2、含有石块（或其它密度比水大的固体）的冰块在纯水中熔化；例6：有一块冰中含有小石块，浮在容器的水面上，当冰块完全熔化后，水面高度怎样变化？ 比较体积变化法冰块熔化前排开水的体积为：V排F浮/水gG总/水g（G冰G石）/水g（m冰m水）/水熔化后的体积为冰化成的水的体积加上沉在容器底的石块的体积，即：V后V水V石m水/水m石/石m冰/水m石/石 比较式，石>水，V后<V排 所以液面下降。 比较浮力变化法 熔化前冰块和含有的小石块漂浮 F前浮 = G冰 + G石熔化后熔

11、化成的水悬浮，F化水浮=G化水；而石块沉底，F石浮G石 F后浮 = F化水浮+ F石浮=G化水 + F石浮，又G化水= G冰 F前浮F后浮，即熔化后所受浮力减小，所以液面将下降。推论：当冰块中含有密度比水大的物体（如小铁块、盐水等）或将密度比水大的物体放在冰块上浮于容器内水面上，则冰熔化后，物体沉入水底，水面将下降。类型二：3、含有煤油（或其它密度比水小的液体）的冰块在纯水中熔化；例7：有一块冰中含有液态的煤油，浮在容器内的水面上，当冰块完全熔化后，液面高度将怎样变化？冰块熔化前排开水的体积为：V排F浮/水gG总/水g（G冰G油）/水g（m冰m油）/水熔化后的体积为冰化成的水的体积加上煤油的体

12、积，即：VV水V油m水/水m油/油m冰/水m油/油 比较式，油<水，V>V排 所以液面上升。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。例8：一块冰漂浮在容器的水面上，冰块中含有一定质量的气体（空气、氢气、二氧化碳），当冰完全熔化后，容器中的水面如何变化？冰块熔化前排开水的体积为：V排F浮/水gG总/水g（G冰G气体）/水g（m冰m气体）/水 熔化后的体积为冰化成的水的体积等于冰排开水的体积，但气体挥发，总体积减少，排排，所以液面下降。变化：若漂浮在水面上的冰块中有一气泡，当冰块融化后水面将怎么变化？冰块里的气泡的质量可以忽略不计，冰熔化后水面保持

13、不变.类型四：1、固态物质的密度小于水的密度例9 ：盆内水面上有一塑料碗，碗内有木块，若将木块投入水中，盆内水面将 （填“上升”、“下降”或“保持不变”）。解析：投入前，碗与木块漂浮在水面上，所以F浮G碗G木F浮G排水gV排G碗G球，故得V排G碗水gG木水g 木块投入水中后，碗漂浮在水面上，分析得V碗排G盆水g木块漂浮在水面上，V木排G木水gV总排V碗排V木排G碗水g G木水g 由得V总排V排，所以液面保持不变。类型四：2、固态物质的密度等于水的密度当物=水时，物体悬浮。物体投入水中后物体排开水的体积为：V物排=m物/物 = m物/ 水=V排，即水面高度无变化。类型四：3、

14、固态物质的密度大于水的密度例10：盆内水面上有一塑料碗，碗内是实心铁块，将铁块投入水中，盆内水面将 （填“上升”、“下降”或“保持不变”）。解析： 比较体积变化法投入前，碗与铁块漂浮在水面上，V排G碗水gG铁水g  铁块投入水中后，盆仍漂浮在水面上V盆排G盆水g而铁块沉入水中， V铁排V铁G铁球g V总排V盆排V铁排G盆水g G铁铁g 因为铁水，所以V总排V排，液面下降。 比较浮力变化法投入前 F浮1 = G碗 + G铁 投入后 F浮2 = G碗 + F铁浮因为 G铁 F浮铁 所以 F浮 F浮2 液面会下降总结：一、纯冰浮于纯水上，熔化后液面无变化。二、冰中含有杂

15、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，冰熔化后液面下降。2.  若冰中所含杂质密度小于等于水的密度时，冰熔化后液面不变。三、 纯冰浮在不同密度的液体表面上时：1.   若液体密度大于水的密度时，冰熔化后液面上升。2.  若液体密度小于水的密度时，冰熔化后液面下降。四、容器中的固态物质投入水中后判断液面升降1、固态物质的密度小于水的密度时，物体投入水中后水面高度无变化2、固态物质的密度等于水的密度时，物体投入水中后水面高度无变化。3、固态物质的密度大于水的密度时，物体投入

16、水中后水面高度下降。【练习】1如图1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。图1 只将A球放入水中， 则A球 （填浮沉状况），液面 （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 （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 （填“上升”或“下降”或“不变”）。2如果将沉在水底的石块放入船中使船漂浮，液面将 。3水槽中放一个小铁盒，铁盒中放少许细线和一个铝块，图2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2所示。讨论此时水槽中的水位以及铁盒浸入水中的体积，说法正确的是 ( )A水槽中水位不变，铁盒浸入水中的体积变大B水槽中水位下降，铁盒浸入水中的体积不变C水槽中水位不变，铁盒浸入水中的体积变小D水槽中水位上升，铁盒浸入水中的体积不变4如右图所示 冰块放在水中，漂浮，熔化后，液面 ； 冰块放在盐水中，漂浮，熔化后，液面 ； 冰块放在煤油（或酒精）中，沉底，熔化后，液面 。5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