1、浮冰问题的归纳与总结口韩文静力是初中物理力学部分的重T 亍点内容.学生在学习了浮力内容后会遇到这样的问题:一块冰浮在容器中的水面上;当冰全部熔化后,水面将如何变化? 本文试对此问题进行总结,以加深学生对阿基米德定律的理解和应用.一,纯冰块浮在水面上1.实验研究:(1)在一小瓷碗中盛满水,放入冰箱后使水结成冰块.(2)将一玻璃水槽放在水平桌面上,先在水槽中盛一些水,把冰块放入水槽中,然后用滴管慢慢给水槽加水,直至水面恰好和水槽边缘相平且水不流出时为止.(3)观察冰块熔化前后水面的变化情况.现象:水既不流出,水面也不下降.结论:冰化成水后,水面高度不变 b2.理论验证:设冰块重量为 G 冰,受浮力
2、 F 浮,冰熔化后变成水的重量为 G 水,水的密度为 137k.冰熔化前:孚=p 水 gV 排F 浮=G 冰V 排=G 冰/P,xg熔化后冰与水的重量相等,即 G=【G 水=p 水 gV 水V 水=G 水/p 水 g=G 淋/p 水 g熔化前后体积的变化量为:V 戊一 V 排=G 冰/p 水 gG 冰/pg=O结论:冰块排开水的体积和冰熔化后变成水的体积相等,水面高度不变.二,问题扩展1.冰块浮在各种密度不同的_掖体中.当冰块漂浮在液体中时:F 浮=p 被 gV 排=G 冰V 排=G 冰/p 液 g冰熔化成水后的体积为:V 水=G 水/pg=G 冰/p 水 g体积差为:V 水一 V 排=G 水
3、/p 水 gG 冰/p 液 g=G 冰/g(1/p 水一 1/p 癌)讨论:(1)冰块浮在密度比水小的液体中若 p 水p 液,则 V 水V 排,即冰变成水后的体积小于冰排开液体的体积,液面要下降.(2)冰块浮在密度和水相同的液体中.冰熔化前:F 浮 =p 水 gV 排F 浮=G 木+G 冰V 排=(G 木+G 冰)/p 水 g冰熔化后:冰化成水的重量不变,G 冰=G 水因为 G 木=F 木浮=p 水 gV 木排所以 V 木排=G 木/p 水 g友 V=V 水+V 术排=G 冰/pg+G./p 水 g=(G 术 +G 冰)/p 水 g熔化前后的体积差为:VV 排=(G 木+G 冰)/Pg-(G
4、木+G 冰)/pg=0即当冰块中含有密度比水/J-,的物体,冰熔化后物体漂浮在水面上,水面高度不变.(2)冰块内含有气泡浮在水面上.因为空气的密度远小于冰的密度,所以空气的重量可以忽略不计.冰熔化前:Vz=G 冰/p 水 g冰熔匕后:V 水=G 水/p 水 g=G 冰/p 水 gV 水一 V 排=C 冰/p 水 gG 淋/p 水 g=O即水面高度不变.(3)冰块内含有密度比水大的固体浮在水面上,例如含有石块.冰块未熔化前是冰和石块共同排水,冰块熔化后是冰化成水,石块沉入水底排水.冰熔化前:V 排=(G+G 冰)/p 水 g冰熔化后:V=V 水+V 础=G 冰/p 水 g+G 石/p 石 g体积差为:VV 排=G 冰/p 水 g+G 石/pg 一(G 石+G 冰)/p 水 g-.G/p 石 gG 再/p 水 g因为 p 石p 水,所以 VV 排O即冰熔化后的体积加上石块排开水的体积小于冰熔化前排开水的体积,水面下降.此类问题的结论还可应用于解决将小船内载有的货物(如石块等) 抛出后小船浮升水面的问题,在此不作论述.(责任编辑王琪)浮冰问题的归纳与总结
