1.3.4水的浮力提升（讲义）-2022-2023学年八年级上册科学讲练课堂（浙教版）

浙教版八年级上册第一章第三节 水的浮力（四） 【知识点分析】 一.液面升降 1.小船抛物-------------浮力变化量等于液体对容器底部支持力变化量 (所以总浮力变小液面下降，总浮力变大液面上升) 2.浮冰模型-----如液体对底部的压力大小不变，液面随着密度变化 (密度变大，液面降低，密度减小，液面升高) 3.浮冰夹杂物体的受力分析(重点结合浮力与压力变化关系计算) 【例题分析】 【例1】如图所示，烧杯中的冰块漂浮在水中，冰块上部高出杯口，杯中水面恰好与杯口相平，待这些冰全部熔化后 A．将有水从杯中溢出 B．不会有水从杯中溢出，杯中水面也不会下降 C．烧杯中水面下降 D．熔化过程中水面下降，完全熔化后有水溢出 【答案】B 【解析】 根据漂浮条件及阿基米德原理，有： F浮=ρ水gV排=G冰， 冰熔化成水后，其质量不变，重力不变，则： G水=ρ水gV水=G冰， 所以： ρ水gV排=ρ水gV水， 得V排=V水，即，冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积。所以不会有水从烧杯中溢出，杯中水面也不会下降。故B符合题意；ACD不符合题意。 【例2】小船和密度为0.5g/m3的木块一起漂浮在水中,将木块从船中取出放入水中后,你将观察到的现象是 A．船身上浮一些,水面下降 B．船身上浮一些,水面不变 C．船身下降一些,水面上升 D．船身下降一些,水面不变 【答案】B 【解析】 木块放在小船里，和小船一起漂浮在水面上，此时浮力等于船和木块的重力，将木块从船长取出放入水中后，木块和船都漂浮，所以浮力不变，排开水的体积不变，则液面不变，将木块从船中取出放入水中后，船身上浮一些，故B正确符合题意。 【例3】随着全球气候变暖，漂浮于海面的冰山正逐渐熔化。小明为了探究冰山熔化后海平面是否变化，就将一块冰放入浓盐水中，冰处于漂浮状态，液面位置如图所示。冰融化后，杯中的液面将比熔化前（       ） A．不变 B．上升 C．下降 D．无法判断 【答案】B 【解析】 因为冰山漂浮在海面上，所以F浮 =G冰 ，由阿基米德原理知道， F浮 =G排=ρ海水 gV排 又因为冰化为水后的重力 G水 =G冰 =ρ水 gV水 则 ρ水gV水 =ρ海水 gV排 又因为ρ水 ＜ρ海水 ，所以V排 ＜V水 ，所以液面上升。 【例4】全球变暖已经日益威胁到生物的生存，图为一对北极熊母子无助地坐在一块不断熔化缩小的浮冰上。若浮冰和北极熊始终处于漂浮状态，则随着浮冰的熔化 A．浮冰受到的浮力在增大 B．浮冰受到的浮力大小不变 C．浮冰在水中的体积在减小 D．北极熊受到的支持力在减小 【答案】C 【解析】 由题知，浮冰和北极熊始终处于漂浮状态，随着浮冰的熔化，浮冰的重力减小，北极熊和浮冰的总重力减小，因为F浮=G，所以浮冰和北极熊受到的总浮力减小。 而，所以浮冰排开水的体积减小，而且北极熊站在浮冰上，受到的支持力和北极熊所受重力大小相等，所以北极熊受到的支持力大小不变，故C正确。 【例5】将三块完全相同的冰分别放入盛有水的三个容器中，如图甲是冰块与容器底部有接触且挤压的情景；如图乙是冰块自由在水中，如图丙是冰块系上轻质绳子，绳子绷紧的情景。 （1）三种情况下冰块所受到的浮力大小情况是：______________.（用表示） （2）图甲中，当冰块慢慢融化变小，并开始浮于水面上时，液面比刚开始要_______________（选填“上升”或“下降”或“不变”） （3）待三块冰块完全熔化，容器底部受到的液体压强不变的有___________.      【答案】          上升     乙 【解析】 (1)由题意可知，图甲中冰块受到了容器底的支持力，且冰块静止，由力的平衡条件可得 F浮甲+F支=G冰， 所以图甲中冰块受到的浮力： F甲=G冰-F支， 图乙中冰自由在水中时，处于漂浮状态，此时冰块受到的浮力为：F乙=G冰， 图丙中冰块系上轻质绳子，绳子绷紧时，冰块还受到竖直向下的拉力，则冰块受到的浮力为： F丙=G冰+F拉， 所以 F丙＞F乙＞F甲； (2)由题可知，图甲中，冰熔化前， F浮+F支=G冰， 则 F浮=ρ水V排g＜G冰   ① 冰化水后，G冰=G冰化水，即： G冰=ρ冰V冰g=ρ水V冰化水g   ② 由①②可得： ρ水V排g＜ρ水V冰化水g， 则V排＜V冰化水，即：冰熔化为水的体积大于排开水的体积，所以冰熔化后，水面将上升。 (3)甲中，由(2)可知水面上升，由公式可知液体对容器底部压强增大； 乙中，在水中漂浮的冰完全熔化成水时其质量不变，即m水=m冰，可得 即熔化后液面高度不发生变化，由公式可知液体对容器底部压强不变； 丙中，由题可知，绳子绷紧，则所受的浮力F浮′＞G冰，由阿基米德原理可知，此时所排开的水的体积V排′大于冰在水中自由时所排开水的