巧解有关浮力中的液面变化问题

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1、巧解有关浮力中的液面变化问题　　浮力是力学部分的教学重点也是教学难点，这里将浮力的计算方法等汇总如下.　　1计算浮力的方法――测量法（也叫称量法）　　F浮=G-F拉，　　依据压力差法浮力产生的原因F浮=F向上-F向下，　　浮沉法（也叫二力平衡法）根据物体在液体（气体）中的沉浮情况，当物体在液体（气体）中悬浮或者漂浮时，浮力等于重力，　　F浮=G物.　　原理法（公式法）根据阿基米德原理　　F浮=G排=m排g=ρ液gV排.　　2液面变化问题的处理　　在水杯中装有水，水面漂一冰块，在冰块全部熔化后，杯内水面

2、将会上升？下降？还是不变？为了让大家更好的理解，我们用下面的图形进行讲解.　　如图1所示，我们把冰块从大杯的水中拿出来放入另一个小杯子中（图2）.在这个过程，假设拿出冰块后水不流动，那么，在水中就会出现一个坑，这个坑就是冰漂在水中时的V排，如图3所示.　　如图4，冰块在小杯子中熔化后变成了水，冰化成水的体积记作V冰化水.4　　然后，把小杯子的水倒在大杯内的小坑里，如图5所示.下面分几种情况讨论：　　（1）若小杯子内的水填不满小坑，即V排>V冰化水，那么小坑四周的水就要来填补，则水面下降；　　（2）若小

3、杯子内的水刚好填满小坑，即V排=V冰化水，则水面不变；　　（3）若小杯子内的水填满小坑还有多余的水，即V排

4、整理，得V排=G冰ρ水g（3）　　2.2V冰化水的表示过程　　冰化成水后质量不变，所以重力也不变，即　　G冰化水=G冰（4）　　而G冰化水=ρ水gV冰化水（5）4　　在里一定要注意，ρ一定是水的密度，而不是冰的密度，因为，G冰化水就已经化成了水.　　由（4）式和（5）式，有　　ρ水gV冰化水=G冰，　　即V冰化水=G冰ρ水g（6）　　现在我们把（3）式和（6）式放到一块比较，得　　V排=G冰ρ水g，V冰化水=G冰ρ水g.　　由（3）式和（6）式可以看出V排=V冰化水.　　所以，由前面的分析可得出，大杯

5、子内的水面不变.　　转换法本身就是物理学中常用的一种方法，希望通过本题的讲解能对同学们有所启发.　　2.3方法应用练习　　仿照上面的例子，请同学们尝试着解下面问题：　　（1）在水杯中装有水，水面漂一冰块，在冰块熔化过程中，杯内水面是否发生变化？如何变化？　　（2）在水杯中装有水，水面漂一冰块，且冰块中包有一木块，当冰块全部熔化后杯内水面将会上升？下降？还是不变？（已知木块的密度比水的密度小）　　（3）在水杯中装有水，水面漂一冰块，且冰块中包有一铁块，当冰块全部熔化后杯内水面将会上升？下降？还是不变？（

6、已知铁的密度比水的密度大）4　　由（2）、（3）两题可得出以下结论：当冰块中所包的物体的密度小于或等于水的密度时，冰块熔化后水面不变；当冰块内所包物体的密度大于水的密度，冰块熔化后水面下降.　　（4）在一小水池中漂着一小盆，盆中装有石头，当将石头从盆中捡起投入水池中后，水池内水面将会上升？下降？还是不变？（已知石头的密度比水的密度大）　　（5）在一小水池中漂着一小盆，盆中装有木头，当将木头从盆中捡起投入水池中后，水池内水面将会上升？下降？还是不变？（已知木头的密度比水的密度小）4