2023年中考物理复习《液面高度、压强的变化》

液面高度、压强的变化 一、冰块漂在水中，熔化后液面高度怎么变？液体对底部压强怎么变？ ( 把冰拎出来，会有这样一个坑，坑的体积不就是 V 排 ！ V 排 冰 ) 冰熔化为水后，质量是不变的，由于ρ水＞ρ冰，由，质量没变的情况下，密度变大，则熔化后体积会变小，有多小呢？可能会出现三种情况： ( ① 熔化后水的体积 V 水 ＞ V 排 ，则液面高度会升高 （最终液面是相平的，比起原来的会升高） 水 ② 熔化后水的体积 V 水 ＝ V 排 ，则液面高度不变 水 ③ 熔化后水的体积 V 水 ＜ V 排 ，则液面高度会升高 （最终液面是相平的，比起原来的会 降低 ） 水 ) 所以，解决此类题目的关键就是在比较V排和熔化后水的体积V水！ 哪个式子里面含有V排呢？ 阿基米德原理：F浮=ρ液gV排，因为冰漂浮，所以F浮=G冰 即 F浮=G冰=ρ液gV排 （这里ρ液即ρ水） 哪个式子里面含有V水呢？ 冰熔化成水，质量不改变：G冰=G水=m水g=ρ水gV水 所以得：ρ液gV排=ρ水gV水 所以：V排= V水，即冰熔化刚刚好把那个坑填满，所以液面高度不变 由液体压强公式：p=ρgh（ρ始终为ρ水，h不变） 所以液体对底部压强不变 可不可以先看液体对底部压强p怎么变？然后再根据液体压强公式p=ρgh，推出液面高度h怎么变？ 首先液体对底部产生压强是因为液体对容器底部有压力产生的，根据压强公式，因为底部受力面积是不变的，若能判断出液体对底部压力怎么变，若F变大，则p也变大；若F不变，则p不变；若F变小，则p也变小。 ( 冰 F 支 F 压（水对容器） 液体对容器底部的压力，容器是受力对象，以容器是受力对象不好分析，我们分析它的反作用力，即容器对液体的支持力，它们是大小相等的，所以选择液体，即水作为受力对象，分析熔化前容器底部对水的支持力 F 支 和熔化后容器底部对水的支持力 F 支 ′ 。 冰 F 支 G 水 G 冰 ① 熔化前的水 液体受到竖直向下的重力 G 水 ， 容器 底部对水的支持力 F 支 ， 冰受到水给它竖直向上的浮力， 由于力的作用是相互的，所以冰给水一个竖直向下的压力，有 F 压（冰对水） = F 浮 。由于冰漂浮，得 F 浮 = G 冰 ，所以 F 压（冰对水） = G 冰 （冰给水的压力大小等于冰的重力） 受力处直接标G 冰 ，方便后续比较，由力的平衡得： F 支 = G 冰 + G 水 F 支 ′ G 冰 + G 水 ② 熔化 后 的水 液体受到竖直向下的重力 G ′ （此时的水包括原来的水和冰熔化后的水） ， G ′ = G 冰 + G 水 ，受力处标 G 冰 + G 水 ， 方便后续比较 容器底部对水的支持力 F 支 ′ ， 由力的平衡得： F 支 ′ = G 冰 + G 水 ) 综上，得F支=F支′，容器底部对液体的支持力没变，故液体对容器底的压力也不变，又因为受力面积没变，所以液体对底部压强p不变。由液体压强公式p=ρgh，ρ始终为ρ水，故液面高度也不变。 二、冰块漂在盐水中，熔化后液面高度怎么变？液体对底部压强怎么变？ ( 把冰拎出来，会有这样一个坑，坑的体积不就是 V 排 ！ 冰 盐水 V 排 盐水 ) 依然是比较V排和熔化后水的体积V水 哪个式子里面含有V排呢？ 阿基米德原理：F浮=ρ液gV排，因为冰漂浮，所以F浮=G冰 即 F浮=G冰=ρ液gV排 （这里ρ液即ρ盐水） 哪个式子里面含有V水呢？ 冰熔化成水，质量不改变：G冰=G水=m水g=ρ水gV水 所以得：ρ盐水gV排=ρ水gV水 即 ρ盐水V排=ρ水V水 因为 ρ盐水＞ρ水 所以：V排＜ V水 由液体压强公式：p=ρgh（ρ始终为ρ水，h不变） 所以液体对底部压强不变 ( 即冰化成水不光可以填满坑，还多出来一点 所以液面高度会上升（冰川融化导致海平面上升就是这个道理 （最终液面是相平的，比起原来的会升高） 水 盐水 ) 由液体压强公式：p=ρgh（冰熔化成水，会导致盐水的密度ρ↓，而液面高度h↑） 所以液体对底部压强利用这个公式行不通！ ( 液体受到竖直向下的重力 G 盐水 ， 容器 底部对盐水的支持力 F 支 ，盐水给冰竖直向上浮力， 力的作用是相互的，冰给盐水竖直向下的压力，有 F 压（冰对盐水） = F 浮 。由于冰漂浮，得 F 浮 = G 冰 ，所以 F 压（冰对盐水） = G 冰 （冰给 盐 水的压力大小等于冰的重力） 受力处直接标G 冰 ，方便后续比较，由力的平衡得： F 支 = G 冰 + G 盐水 )