初二上液面升降教案

1、液面升降問題的分析本文介紹一種簡便快捷的判斷方法一一“狀態(tài)法”所謂“狀態(tài)法”，就是對變化前后液體中的物體所處的狀態(tài)進行比較來判斷液面的升降.如何用“狀態(tài)法”速斷液面升降若變化前后液體中的物體都處于漂浮、懸浮狀態(tài)，而無沉體出現(xiàn)，則液面不變;若液體中的物體，在變化前無沉體，而變化后有沉體出現(xiàn)，則液面下降；若液體中的物體，在變化前有沉體，而變化后無沉體出現(xiàn)，則液面升高.說明：變化前后液體中物體的總質(zhì)量保持不變；容器中液體的密度不變.證明設(shè)液體中的物體的總重為G,變化前后在液體中所受的總浮力分別為F浮、F浮若變化前后均無沉體出現(xiàn)，由浮沉條件知F浮，:F浮=G,p液gV排，;p液gV排,則V排'

2、=v排，液面不變.若變化前無沉體，變化后有沉體，由浮沉條件知?浮=6,F浮<G,則F浮'<F浮，即V排'<V排，故液面下降.若變化前有沉體，變化后無沉體，由浮沉條件知F浮<G,F浮=G,則F浮'>F浮，即V排'>V排，故液面上升.一、液面升降的主要類型有：類型一：純冰浸于液體，熔化后判斷液面升降1、純冰在純水中熔化；2、純冰在鹽水（或其它密度比水大的液體）中熔化；3、純冰在密度比水小的液體中熔化；類型二：冰塊中含有其它雜質(zhì)，冰塊熔化后判斷水面升降。1、含有木塊（或其它密度比水小的固體）的冰塊在純水中熔化；2、含有石塊（或其它密

3、度比水大的固體）的冰塊在純水中熔化；3、含有煤油（或其它密度比水小的液體）的冰塊在純水中熔化；類型三：冰塊中含有一定質(zhì)量的氣體，冰塊熔化后判斷水面升降。類型四：容器中的固態(tài)物質(zhì)投入水中后判斷液面升降1、固態(tài)物質(zhì)的密度小于水的密度2、固態(tài)物質(zhì)的密度等于水的密度3、固態(tài)物質(zhì)的密度大于水的密度二、解題關(guān)鍵：我們要比較的是冰熔化前（或物體投放前）在液體中V排和冰熔化成水后的體積（或物體投放后液體體積）的大小關(guān)系：若前體積大于后體積，液面下降；若前體積等于后體積，液面不變；若前體積小于后體積，液面上升。三、判斷方法1、比較體積變化法：比較的是冰熔化前（或物體投放前）在液體中排開液體的體積和冰熔化成水后的

4、體積（或物體投放后液體體積）的大小關(guān)系：若前體積大于后體積，液面下降；若前體積等于后體積，液面不變；若前體積小于后體積，液面上升。2、比較壓力變化法：比較前后容器底部受到壓力的變化。F前-P前代底=p液gh前S底Fb=PbS底=p液gh后S底根據(jù)前后壓力的大小關(guān)系得出液體前后深度的關(guān)系，再判斷液面的升降情況。3、比較浮力變化法：比較前后浮力的變化判斷液面的升降。若F前浮f后浮，則液面下降；若F前浮F后浮，則液面上升；若F前浮=F后浮，則液面不變。四、各類型問題的分析解答類型一：1、純冰在純水中熔化液面高度不變例1:有一塊冰浮在容器的水面上，當冰塊完全熔化后，水面高度將怎樣變化？比較體積變化法當

5、冰漂浮時，依漂浮條件可知，F(xiàn)浮=6冰即p水W排=G冰=m冰gV排=mk/p水冰化成水后，冰的質(zhì)量與水的質(zhì)量沒有變化即m化水二m冰V化水=mk/p水所以V排二丫化水即冰塊完全熔化后水面高度不變。變化前后總壓力不變冰熔化后仍在容器，所以容器底部所受總壓力不變。熔化前容器底部所受壓力由液體水提供，熔化后容器底部所受壓力依然由液體水提供。F前=5后即p前S器底=PbS器底p水前S器底=p水6后S器底h前=h后即液面不變。比較浮力變化法因為浮力5浮=p液？g?V排，對于這種液體密度p液不變情況，浮力大小只取決于物體排開液體的體積V排，而V排的大小就決定了液面的高度。這樣，對這類問題只須比較前后兩種情況下

6、物體所受浮力的大小，如果浮力變小，即F前浮F后浮，則物體排開液體的體積變小，液面下降。同樣，如果浮力不變則液面高度不變，浮力變大則液面上升。對這道題：熔化前冰漂浮F前浮=G物熔化后，冰化為水屬于懸浮狀態(tài)，則：F局?=G物所以F前?=F后浮，液面高度不變。比較上述三種解法可見，第二、三種解法簡單易懂，學生容易掌握，適應(yīng)于課堂教學。結(jié)論：純冰浮在水面上.當冰熔化后液面將不變。例2:若一冰塊在水中，冰塊與容器底部相接觸并相互間有壓力，則當冰塊完全熔化后，容器的水面將怎樣變化？解析：冰塊沒有漂浮在水面上，冰塊所受浮力小于冰塊所受重力，二熔化前F浮G冰,即p水gV排G冰，故得V排m力"p水熔化

7、為水的體積V化*=mk/p水=m力Hp水V排V化水，即熔化后水面要上升。結(jié)論：純冰壓在水底，當冰熔化后液面將上升。類型一：2、純冰在鹽水（或其它密度比水大的液體）中熔化液面高度上升例3:有一塊冰漂浮在一杯濃鹽水中（冰的密度是0.9X10千克/米3;濃鹽水的密度是1.1X1訐克/米3）.如果冰塊全部熔化后，則（）A.液面不變B.液面上升C.液面下降D.無法判斷解析：冰塊熔化前，在鹽水中處于漂浮狀態(tài).則有F浮二G冰，即p鹽水gV排"mkgV排=m冰/p鹽水化成水后，冰的質(zhì)量與水的質(zhì)量沒有變化即m化水=m冰.V化水=mk/p水p水鹽水。.二V化QV排，冰塊在濃鹽水中熔化后液面上升.類型一：

8、3、純冰在密度比水小的液體中熔化液面高度下降例4:有一塊冰漂浮在一杯酒精（或煤油等）中，當冰塊完全熔化后，液面高度將怎樣變化？解析：冰塊熔化前，在酒精中處于漂浮狀態(tài).則有F浮=Gk,即p酒gV排=|冰gV排=mk/p酒化成水后，冰的質(zhì)量與水的質(zhì)量沒有變化即m化水=m冰.V化水=mk/p水:p酒p水。.二V化水V排，冰塊在濃鹽水中熔化后液面下降.類型二：1、含有木塊（或其它密度比水小的固體）的冰塊在純水中熔化；例5:在盛水的燒杯中漂浮著一塊冰，冰中夾著一小木塊，當冰完全熔化為水時，水面將如何變化？比較體積變化法冰塊漂浮時：F浮=G即p水gV排=G力+G木，V前排=（m冰+m）/p水=m/p水+m

9、/p水（1）當冰塊化成水時：m化水-m冰V化水=m/p水又因為木塊仍漂浮，F(xiàn)木浮二G木即P水gV木排二m木g.V木排二m/p水V后排=V化水+V木排二m力“p水+m木/p水（2）由得：V前排=V后排故當冰完全熔化成水時，水面不變。比較浮力變化法熔化前冰塊和木塊都漂浮.F前浮=G冰+G木熔化后熔化成的水懸浮，木塊仍漂浮.F后浮=G化水+G木又G化水二G冰所以F前浮=F后浮，即熔化前后所受浮力不變，所以液面將不變。推論：當冰塊中含有密度比水小的固體（如小蠟塊）或?qū)⒚芏缺人〉墓腆w放在冰塊上浮于容器水面上，則冰熔化后，仿照上述方法推算可知，水面將保持不變。類型二：2、含有石塊（或其它密度比水大的固體

10、）的冰塊在純水中熔化；例6:有一塊冰中含有小石塊，浮在容器的水面上，當冰塊完全熔化后，水面高度怎樣變化？比較體積變化法冰塊熔化前排開水的體積為：丫排=F浮/p水g=G總/p水g=（G冰+G石）/p水g=（m冰+m水）/p水熔化后的體積為冰化成的水的體積加上沉在容器底的石塊的體積，即：V/t=VzK+V5=mzK/p水+m石/p石=m冰/p水+m石/p石比較式，P石水，.V后V排所以液面下降。比較浮力變化法熔化前冰塊和含有的小石塊漂浮.F前浮=G冰+G石熔化后熔化成的水懸浮，F(xiàn)化水浮=G化水；而石塊沉底，F(xiàn)石浮G石F后浮=F化水浮+F石浮=G化水+F石浮，又G化水二G冰F前浮F后浮，即熔化后所受

11、浮力減小，所以液面將下降。推論：當冰塊中含有密度比水大的物體（如小鐵塊、鹽水等）或?qū)⒚芏缺人蟮奈矬w放在冰塊上浮于容器水面上，則冰熔化后，物體沉入水底，水面將下降。類型二：3、含有煤油（或其它密度比水小的液體）的冰塊在純水中熔化；例7：有一塊冰中含有液態(tài)的煤油，浮在容器的水面上，當冰塊完全熔化后，液面高度將怎樣變化？冰塊熔化前排開水的體積為：丫排=F浮/p水g=G總/pzKg=（G冰+G油）/p水g=（m冰+m油）/p水熔化后的體積為冰化成的水的體積加上煤油的體積，即：V=V水+丫油=m水/P水+m油/P油=m冰/p水+m油/p油比較式，P油水，；VV排所以液面上升。類型三：冰塊中含有一定質(zhì)量

12、的氣體，冰塊熔化后判斷水面升降。例8:一塊冰漂浮在容器的水面上，冰塊中含有一定質(zhì)量的氣體（空氣、氫氣、二氧化碳），當冰完全熔化后，容器中的水面如何變化？冰塊熔化前排開水的體積為：V排=5浮/水g=G總/p水g=（6冰+6氣體）/pzKg=（m冰+m氣體）/p水熔化后的體積為冰化成的水的體積等于冰排開水的體積，但氣體揮發(fā)，總體積減少，V排V排，所以液面下降。變化：若漂浮在水面上的冰塊中有一氣泡，當冰塊融化后水面將怎么變化？冰塊里的氣泡的質(zhì)量可以忽略不計，冰熔化后水面保持不變.類型四：1、固態(tài)物質(zhì)的密度小于水的密度例9:盆水面上有一塑料碗，碗有木塊，若將木塊投入水中，盆水面將（填“上升”、“下降”

13、或“保持不變”）。解析：投入前，碗與木塊漂浮在水面上，所以F浮=6碗+6木下浮=6排=水gV排=6碗+6球，故得丫排=6碗/水g+G木/p水g木塊投入水中后，碗漂浮在水面上，分析得V碗排=G盆/p水g木塊漂浮在水面上，.V木排=6木/水g、總排=丫碗排+丫木排=6碗/水g+G木/p水g由得V總排=V排，所以液面保持不變。類型四：2、固態(tài)物質(zhì)的密度等于水的密度當物=水時，物體懸浮。物體投入水中后物體排開水的體積為：V物排=物/p物=m物/水=/V排，即水面高度無變化。類型四：3、固態(tài)物質(zhì)的密度大于水的密度例10:盆水面上有一塑料碗，碗是實心鐵塊，將鐵塊投入水中，盆水面將（填“上升”、“下降”或“

14、保持不變”）。解析：比較體積變化法投入前，碗與鐵塊漂浮在水面上，；V排=6碗/水g+Gft/p水g鐵塊投入水中后，盆仍漂浮在水面上V盆排=6盆/水g而鐵塊沉入水中,V鐵排=Y趺=G鐵/p球gV總排=V盆排+V鐵排=6盆/水g+G鐵/p鐵g因為pp水，所以V總排V排，液面下降。比較浮力變化法投入前F浮1=G碗+G鐵投入后F浮2=G碗+F鐵浮因為G鐵F浮鐵所以F浮F浮2液面會下降總結(jié)：一、純冰浮于純水上，熔化后液面無變化。二、冰中含有雜質(zhì)，漂浮在純水上時：1 .若冰中所含雜質(zhì)密度大于水的密度時，冰熔化后液面下降。2 .若冰中所含雜質(zhì)密度小于等于水的密度時，冰熔化后液面不變。三、純冰浮在不同密度的液

15、體表面上時：1 .若液體密度大于水的密度時，冰熔化后液面上升。2 .若液體密度小于水的密度時，冰熔化后液面下降。四、容器中的固態(tài)物質(zhì)投入水中后判斷液面升降1、固態(tài)物質(zhì)的密度小于水的密度時，物體投入水中后水面高度無變化2、固態(tài)物質(zhì)的密度等于水的密度時，物體投入水中后水面高度無變化。3、固態(tài)物質(zhì)的密度大于水的密度時，物體投入水中后水面高度下降【練習】1 .如圖1所示，一個小船中放有ABC三個小球，小船和球一起漂浮在水面上，其中A球密度小于水，B球密度等于水，C球密度大于水，小船可以自由的漂浮在水面上。只將A球放入水中，則A球（填浮沉狀況），液面只將B球放入水中，則B球（填浮沉狀況），液面（填“上升

16、”或“下降”或“不變”）只將c球放入水中，則c球（填浮沉狀況），液面（填“上升”或“下降”或“不變”）圖1若將ABC三球同時從船中取出放入水中，則液面（填“上升”或“下降”或“不變”）。2 .如果將沉在水底的石塊放入船中使船漂浮，液面將。3 .水槽中放一個小鐵盒，鐵盒中放少許細線和一個鋁塊，鐵盒漂浮在水面?，F(xiàn)用細線把鋁塊拴在鐵盒下面，鐵盒I4（仍漂浮在水面，如圖2所示。討論此時水槽中的水位以二-、羊二二及鐵盒浸入水中的體積，說確的是（）、二二A.水槽中水位不變，鐵盒浸入水中的體積變大1圖2B.水槽中水位下降，鐵盒浸入水中的體積不變C.水槽中水位不變，鐵盒浸入水中的體積變小D.水槽中水位上升，鐵盒浸入水中的體積不變_4 冰塊放在水中，漂浮，熔化后，<3IN二酒x割液面1占小C冰塊放在鹽水中，漂浮，熔化后，11液面；冰塊放在煤油（或酒精）中，沉底，熔化后，液面。5 .冰塊包有一個石塊（石塊密度大于水的密度）漂浮在水面上，冰塊熔化后，