第3节 水的浮力3 液面高度变化问题-【帮课堂】2021-2022学年八年级科学上册同步精品讲义（浙教版）

水的浮力3 液面高度变化问题 课程标准 课标解读 1. 会用物体的浮沉条件解释有关现象和解决简单的实际问题。 2. 利用受力分析，推导物理浮力变化 1、利用浮力公式与浮沉条件，判断物体浸没与漂浮时的液面高度变化；冰融化前后液面变化等，此类型难度较大。 2、两个物体放水中或绳子弹簧等拉着，考察受力分析等，难度较大。 知识点01 液面高度变化问题 类型一:冰漂在某液体 (1)纯冰在纯水中融化，融化后液面高度不变； (2)纯冰在盐水(或其他密度比水大的液体)中融化，融化后液面升高； (3)纯冰在密度比水小的液体中融化，融化后液面高度降低。 类型二:冰块中含有其他杂质，漂在水中 (1)含有木块(或其他密度比水小的固体)的冰块在纯水中融化，融化后液面高度不变； (2)含有石块(或其他密度比水大的固体)的冰块在纯水中融化，融化后液面高度下降； (3)含有煤油(或其他密度比水小的液体)的冰块在纯水中融化，融化后液面高度上升。 类型三:冰块中含有一定质量的气体，漂在水中，融化后液面下降 【能力拓展】 一、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:比较前后容器底部受到压力的变化。F前=P前 x S底 = p液gh前S底,F后=P后 x S底 = p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。 二、状态法及其使用 (1)状态法: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。 (2)如何用“状态法”速断液面升降 a.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； b.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； c.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。 【即学即练1】5.如图，一杯果汁(密度大于水)，加冰后液面正好同杯口相平。则在冰块熔化过程中(    ) A.液面不变，液体不溢出     B.液面不变，液体溢出    C.液面下降    D.无法确定 【答案】B 【解析】将冰块排开果汁的体积和熔化成水的体积进行比较，如果后者大，那么液体溢出；如果前者大，那么液体不溢出。 冰块在液面上漂浮，那么它受到的浮力等于重力， 即F浮力=G； 那么它排开果汁的体积：； 冰块熔化后质量不变， 那么熔化成水的体积：； 因为ρ水<ρ果汁 ， 所以V水>V果汁。 因此液面不变，但是液体溢出。 【即学即练2】（2019八上·萧山月考）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________（填“上升”、“下降”或“不变”，下同）；该浓盐水的密度为1.2g/cm3 ， 露出水面的冰块体积是冰块体积的几分之几？________；若用水代替盐水，则液面高度将________。（冰的密度为0.9g/cm3） 【答案】 上升；1/4；不变 【解析】（1）首先根据计算出冰块在盐水中的V排，然后根据公式计算出冰块熔化成水的体积，然后将两个体积比较大小即可； （2）根据漂浮条件列出等量关系式，用阿基米德原理和密度公式将两边分解推导即可； （3）根据（1）中的方法分析即可。 【解答】（1）冰块在水面漂浮， 那么它受到的浮力等于重力，即F浮=G； 那么它排开盐水的体积为：； 冰熔化后质量不变， 熔化成水的体积为：； 因为ρ水＜ρ盐水； 所以V＞V排； 那么杯中液面高度上升； （2）当冰块漂浮时，受到的浮力等于重力，即F浮=G；； ρ盐水gV排=ρ冰gV； ρ盐水V排=ρ冰V； 1.2g/cm3×（V-V露）=0.9g/cm3×V； 那么：； （3）根据（1）中分析可知： 如果盐水换成水，那么冰块排开水的体积为：； 此时化成水的体积和冰块排开水的体积相同，因此液面高度不变。 知识点02 绳子、弹簧等受力分析 物体在液体中处于稳定状态，通常会受到重力、浮力、拉力(弹力)、支持力等作用，先利用二力平衡的条件受力分析，进一步答题。 【能力拓展】 浮力计算基本步骤 ①确定研究对象 ②确定物体运动状态 ③确定物体受力情况 ④确定计算方法 【即学即练1】（2019八上·义乌期中）如图所示，弹簧上端与物块m相连接，下端固定在容器底部。当物块浸没在水中静止时与浸没在酒精中静止时，弹簧的弹力大小相等。物块的