初二物理液面升降专题

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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。F浮=G排液=ρ液gV排浸没时V排=V物部分浸入时V排=V-V出注意:1、单位:F浮:牛顿;ρ——千克/米3,g%%——牛顿/千克,V排—3m2、浮力的有关因素:浮力只与ρ液,V排有关,与ρ物(G物)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。2三物体的浮沉条件(1)浸没在液体中的物体(V排=V物)由【F浮=ρ液gV排,G物=ρ物gV物】可知:F浮<G物,下沉(ρ液<ρ物)F浮>G物,上浮(ρ液>ρ物)F浮=G物,悬浮(ρ液=ρ物)(2)漂浮在液面上的物体:F浮=G物(V排V物)四浮力的计算1根据阿基米德原理计算:F浮=ρgV排或F浮=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=G物3专题训练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?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?4用“状态法”速断液面升降一、什么叫状态法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′=F浮=G,ρ液gV排′=ρ液gV排,则V排′=V排,液面不变.若变化前无沉体,变化后有沉体,由浮沉条件知:F浮=G,F浮′<G,则F浮′<F浮,即V排′<V排,故液面下降.5若变化前有沉体,变化后无沉体,由浮沉条件知:F浮<G,F浮′=G,则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()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()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6水面____;若浮冰中间夹有小石块,则冰溶化后,桶里的水面____.7液面升降问题类型一——容器中的固态物质投入水中后判断液面升降实质:是比较前后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)从船中取出放入水中后,你观察到的现象是水面。8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:。9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;若浮力变小,则V排变小,液面;若浮力不变,则V排不变,液面。从容器中往水中投放固态物质,也可以比较ρ物和ρ液的关系,若ρ物ρ液,则液面;若ρ物≤ρ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。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”)②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”)10③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”)④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”)。液面升降问题类型二——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。简单推导过程:2.冰块放在盐水中,漂浮,熔化后,液面。水盐水酒精或煤油11简单推导过程:3.冰块放在煤油(或酒精)中,沉底,熔化后,液面。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(填浮沉状况),则水面(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12(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(填“上升”或“下降”或“不变”)。课堂实练及作业:1.水槽中放一个小铁盒,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2.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13B.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,悬浮在水中,如果将绳子剪断,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C.桌面受到的压力变小D.桌面受到的压强不变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在没有露出水面之前,所受合力的大小和方向是;当木块露出水面漂浮时,水面(填“上升”或“下降”或“不变”),木块所受浮力为,水对容器底的压力(填“增加”或“减小”)了。145.一块0℃的冰放在盛有0℃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℃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形水槽的水面上。此时小盆受浮力F1。若把金属球从盆中拿出并投入水槽中,球沉到水槽的底部。此时小盆受浮力F2,水槽底对金属球的支持力为N。那么A.小盆受重力的大小为F1B.金属球受重力的大小为F1-F2C.小盆排水体积减小了gN水D.水对水槽底部的压力减小了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158.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,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500cm,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,,1610.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)1711.如图甲所示,高度为的圆柱体A用细线系住后,浸入水槽的水中,当圆柱体A有7/8的体积露出水面时,细线的拉力恰好为1N,如图乙所示,用细线将圆柱体A拉入水槽中,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底面积是圆柱形水槽底面积的1/6,()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1812.如图所示、一圆柱形平底容器底面积为,把它平放在水平桌面上,在容器内放入一个底面积为,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?19图9乙甲模拟题选练1.(09海一)如图11所示,底面积为S1的圆柱形容器中装有未知密度的液体。将一密度为ρ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h1。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ρA、ρB,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

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