解题技巧—浮力中液面升降问题
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液面升降问题的分析 各种情况都包含,配有详图11日对于液体中的物体由于某种变化而引起的液面升降问题的形式出现, 法——“状态法”. (一) 、状态法:就是对液体变化前、后的物体所处的状态进行比较来判断液面的上升、下将、不变 的方法.(二) 、状态法迅速判断液面升降方法: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变化前后在液体中所受的总浮力分别为浮、浮’.① F 浮' =F 浮=G,p 液gV 排' =p 液gV 排,贝y V 排’=V 排, 液面不变.② 若变化前无沉体,变化后有沉体,由浮沉条件知F 浮= G,F 浮’VG,贝UF 浮'VF 浮,即V 排'VV 排,故液面下降. ③ 若变化前有沉体,变化后无沉体,由浮沉条件知F 浮VG, F 浮'=G ,贝UF 浮'>F 浮,即V 排'>V 排,故液面上升.一、液面升降的主要类型有:类型I: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n :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;类型川: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w :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、解题关键:无论液面上升或者下降,关键在比较的问题是什么,确立好问题就知道如何下手。
微专题10-3 液面升降问题知识· 解读一,纯冰熔化类型:此类题型地重要推论:(1)若冰块漂浮于水中,则冰熔化后液面不变。
(2)若冰块漂浮于密度大于水地液体中,则冰熔化后液面上升。
(3)若冰块漂浮于(或浸没于)密度小于水地液体中,则冰熔化后液面下降。
二,冰块与其他物体组合漂浮类型此类题型地重要推论:(1)若ρ物>ρ水,则冰熔化后液面下降。
(2)若ρ物=ρ水,则冰熔化后液面不变。
(3)若ρ物<ρ水,则冰熔化后液面不变。
三,思路方式:①基本公式法。
②受力思路法。
③等效替代法(以上推论及思路方式会在后文例题中讲解)典例· 解读类型一:纯冰熔化于纯水例1,有一块冰浮在容器地水面上,当冰块完全熔化后,水面高度将怎样变化?类型二:纯冰熔化于其他溶液【思路】利用基本公式推导推论:∵漂浮时F 浮=G 冰冰块熔化前排开水地体积(即图中水下部分)为:V 排=F 浮/ρ水g =G 冰/ρ水g =m 冰/ρ水又∵冰化成水后质量不变:即m 冰=m 水∴冰块化成地水地体积为:V =m 水/ρ水=m 冰/ρ水所以液面高度不变(相当于冰块化成地水刚好填补满了图中地水下部分)也即推论(1):若冰块漂浮于水中,则冰熔化后液面不变。
例2,将冰块放在浓盐水中,液面位置如图所示,若冰完全熔化,杯中液面高度将( )A. 上升B. 下降C. 不变D.无法确认类型三:组合漂浮物类型例3,一艘漂浮在小水池上地小船,一人进行如下操作时,能使池中水面升高地是( )A .将船上地铁块投入水中 B .将水中地石块捞入船中 C .从水面捞木块入船中 D .将池中地水装一些入船中【思路】方式一:基本公式法判断V 排与V 水地大小关系当冰漂浮在盐水中,当冰化为水后,质量不变由于,所以,液面上升。
方式二:受力思路法由,,判断容器底部所受液体压强是否变化,进而推断液体深度地变化。
冰熔化前后,容器底部所受液体压力等于冰块和盐水地总重力,因此液体对容器底部地压强不变。
浮力专题:液面升降问题浮力专题:液面升降问题一、判断液面升降方法:比较V排的变化物体浸在液体中,若浮力变大,V排变大,液面;若浮力变小,则V排变小,液面;若浮力不变,则V排不变,液面。
(填“上升”或“下降”或“不变”)1、如图所示,将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中.静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力________(填“大于”“小于”或“等于”)乙杯中橡皮泥所受的浮力,杯中水面_______.2、(1)如图所示,小船和石块一起漂浮在水中,将石块(或金属块)从船中取出放入水中后,水面。
(2)如图2所示,在一较大容器的水面上放一木块,木块上面放一个体积为1dm3、重7.84N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.无法判断收集于网络,如有侵权请联系管理员删除3、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。
2)冰块放在盐水中,漂浮,熔化后,液面。
3)冰块放在煤油(或酒精)中,沉底,熔化后,液面。
4、冰块内包有一个木块漂浮在水面上,冰块熔化后,水面。
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,石块(填浮沉状况),则水面。
检测:1.(1)在图中,容器内装有一定量的水,水面上浮有木块甲,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(2)现将绳子剪断,当木块和铁块都静止后,下列分析正确的是()A.铁块沉底,木块漂浮 B.水面下降,容器底受到水的压强变小收集于网络,如有侵权请联系管理员删除C.桌面受到的压力变小 D.桌面受到的压强不变2.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,水面(填“上升”或“下降”或“不变”),最终木块所受浮力为,水对容器底的压力(填“增加”或“减小”)了。
对浮力中液面升降问题的探究液体中的浮力是指物体浸泡在液体中受到的向上的力。
当物体完全或部分浸入液体中时,液体对物体的压力会导致物体受到一个向上的浮力,这个浮力的大小等于物体排开的液体的重量。
浮力的大小可以通过阿基米德定律来计算:浮力等于排开的液体重量,即F_b=ρVg,其中F_b为浮力,ρ为液体的密度,V为物体排开液体的体积,g为重力加速度。
当液体中的液面升降时,测量物体浮力的方法有很多种,下面我们就根据不同情况进行探究。
情况一:液体容器固定不动,液面升降。
在这种情况下,液体容器固定不动,因此液体容器内的液体体积不变。
根据阿基米德定律,物体受到的浮力等于物体排开的液体的重量,所以液面升降并不会对浮力产生影响。
例如,当我们在一个装满水的容器中放入一个物体,物体会受到一个向上的浮力。
当我们升高液面时,液体的密度和物体排开的液体体积都不会改变,所以浮力的大小也不变。
同样,当我们降低液面时,浮力的大小仍然保持不变。
情况二:液体容器可以移动,液面升降。
在这种情况下,液体容器可以移动,液体容器内的液体体积会随之改变。
此时,液面升降会对浮力产生影响。
当液面升高时,液体密度和物体排开的液体体积都不变,所以浮力的大小也不变。
但是,由于液体容器也随之上升,液体容器内的液体的重力势能增加,而根据能量守恒定律,液体容器内的液体的重力势能增加需要从其他地方得到能量,这个能量来自物体受到的浮力。
因此,在液面升高时,浮力的一部分会用于提供液体容器上升所需的能量,从而导致浮力减小。
同样地,在液面降低时,液体容器内的液体的重力势能减小,液体容器下沉,能量会转化为物体受到的浮力,这样浮力就增大了。
综上所述,当液体容器可以移动时,液面升降会对浮力产生影响。
液面升高时,浮力减小;液面降低时,浮力增大。
可编辑修改精选全文完整版初中物理学习中如何解决浮力问题中液面的升降问题[日期:2010-10-22] 来源:北小营中学作者:李立清[字体:大中小] 在学习浮力时,大多学生认为不好学,尤其是在一些特殊题型的解法上有些学生感到很头疼,不知道解题的思路,就更不知道从何下手,在考试中影响了自己的成绩。
下面就浮力中有关这种特殊题型的解决谈谈自己的解题体会。
首先是冰融化后考虑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?解析根据阿基米德原理和浮沉条件列出关系式(1)F浮=G排水, 经整理得到V排=m排水/ρ水(2)F浮=G冰,G化水=G冰→m化水=m冰→V化水=m冰/ρ水由于F浮相等,G排水=G冰→m排水=m冰,所以V排=V化水,即液面不变。
注意:液面上升也好、下降也好,这类问题关键在于我们比较的问题是什么,确立好问题就知道如何下手。
实际上我们要比较的是冰融化前在水中的排水体积和冰融化后的水的体积的大小关系。
冰块可以放在水中,那将它放在其他液体中会怎样呢题目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?解析根据阿基米德原理和浮沉条件列出关系式(1)F浮=G排盐水, 经整理得到V排=m排盐水/ρ盐水(2)F浮=G冰,G化水=G冰→m化水=m冰→V化水=m冰/ρ水由于F浮相等,G排盐水=G冰→m排盐水=m冰,但是ρ盐水>ρ水所以V排<V化水,即液面上升。
注意:题目2与1的区别是烧杯中盛放的液体不同。
在考虑(1)和(2)中最后V排与V化水时,要考虑到液体密度的不同。
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?解析在拿到这个题目时,大部分学生如果掌握了上面两个题的解题过程,很快的就会列出阿基米德原理和浮沉条件关系式,但是他没有考虑到酒精的密度和水密度的关系,冰块不会漂浮怎么办?但是如果考虑到冰会沉到杯子的底部,冰融化体积减小,自然答案就会出来,液面下降。
浮力中关于液面升降的例题解析△h 的大小指液面高度的变化量,它是浮力问题与液体压强综合计算题的结合点。
对于它的分析求解是初中物理计算题的难点和重点。
液面升降的高度Δh 根据产生的原因可以分为三类:但实际变化远远不止于此!其中由于V 排变化引起的液面升降Δh 的问题是基本题型,也是中考要重点考察的内容,为了使同学们正确分析此类问题,找出解决问题的关键,现将其核心知识及几种△h 产生情况的分析方法阐述如下:一、液体的体积不增减,仅仅由于V 排变化而引起的液面升降Δh 的问题。
【例1】如图1所示,容器的B 为粗细均匀的圆柱状,且横截面积S 容=200cm2。
物体A 为横截面积为S A=30cm2,高度为的h A 的圆柱体。
将物体A 放入液体中,物体A 浸入的深度为h 1,液体上升的高度为△h ,则液面上升的高度△h 等于什么? 2、公式推导:△ h=V 排/S 容。
----(1)又根据物体排开液体的体积等于浸入的物体的体积即:V 排=V 浸入,物体A 为圆柱体,故有:S 容△ h = S A h 1 h= S A h 1/S 容。
----(2)3、此式适用的条件是:V 水不变,而只有V 排的变化,且容器必须是柱状的。
此式的实质是:被物体排开的液体的体积V 排,分布于容器整个截面积(S 容)上,使液面变化△ h 。
如下图3。
思考:如图4所示的柱形容器,横截面积S 容,物体为横截面积为S A ,高度为的h A 的圆柱体。
将物体放入液体中,物体浸入的深度为h 1,液体上升的高度为△h ,图1AB图2甲 乙则液面上升的高度△h等于什么?二、V排可能发生变化,由于增减液体而导致的△ h变化1、产生原因:物体均自由漂浮在液面上,液体密度不变,所以V排不变。
当向容器内注入同种液体使其体积增加了△ V,所以这种△ h的由来是因为容器内液体体积增加而导致的。
2、公式△ h=△ V液/S容。
-----(2)三、V排和液体的质量都变化从而导致的△ h变化1、产生的原因:分析比较图7可知容器中液体增加了△ V液,物体浸入液体的体积同时也增加了△ V排。
液面升降问题的分析冰浮于液面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面“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,从最基本的漂浮在液面上的冰熔化成水后液面的升降问题为基点,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,把许多有关物体浮沉及液面变化问题连成一个整体.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: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:液面上升也好、下降也好,关键在于我们比较的问题是什么,确立好问题就知道如何下手。
实际上我们要比较的是冰熔化前(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。
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。