(完整版)浮力液面升降问题的类型及解题技巧
液面升降问题的分析
冰浮于液面的问题是生活中的常见问题,在各类试卷中经常出现,但由于这类问题的现象不太明显,观察需要的时间较长,不为一般的学生所重视.即使一部分学生有意识地去进行观察,出会现因为问题类型比较多,而结论只有“升”和“降”两种,常常出现而把现象和条件的对应关系混淆的现象，导致认识的偏差。为了更深刻地理解引起液面“升”、“降”的原因，准确把握条件和现象之间的关系。可以将各类问题进行分类处理，从最基本的漂浮在液面上的冰熔化成水后液面的升降问题为基点，逐步展开思考形成系统的认识。更重要的是可以通过这些问题的讨论和思考，把许多有关物体浮沉及液面变化问题连成一个整体。
一、液面升降的主要类型有：
类型一：纯冰浸于液体，熔化后判断液面升降
1、纯冰在纯水中熔化；
2、纯冰在盐水（或其它密度比水大的液体）中熔化；
3、纯冰在密度比水小的液体中熔化；
类型二：冰块中含有其它杂质，冰块熔化后判断水面升降。
1、含有木块（或其它密度比水小的固体）的冰块在纯水中熔化；
2、含有石块（或其它密度比水大的固体）的冰块在纯水中熔化；
3、含有煤油（或其它密度比水小的液体）的冰块在纯水中熔化；
类型三：冰块中含有一定质量的气体，冰块熔化后判断水面升降。
类型四：容器中的固态物质投入水中后判断液面升降
1、固态物质的密度小于水的密度
2、固态物质的密度等于水的密度
3、固态物质的密度大于水的密度
二、解题关键：液面上升也好、下降也好，关键在于我们比较的问题是什么，确立好问题就知道如何下手。实际上我们要比较的是冰熔化前（或物体投放前）在液体中排开液体的体积和冰熔化成水后的体积（或物体投放后液体体积）的大小关系：若前体积大于后体积，液面下降；若前体积等于后体积，液面不变；若前体积小于后体积，液面上升。
三、判断方法
1、比较体积变化法：比较的是冰熔化前（或物体投放前）在液体中排开液体的体积和冰熔化成水后的体积（或物体投放后液体体积）的大小关系：若前体积大于后体积，液面下降；若前体积等于后体积，液面不变；若前体积小于后体积，液面上升。
2、比较压力变化法：比较前后容器底部受到压力的变化。F
前=P
前
×S
底
=ρ
液
gh
前
S
底
F
后=P
后
×S
底
=ρ
液
gh
后
S
底
根据前后压力的大小关系得出液体前后深度的关系，再判断
液面的升降情况。
3、比较浮力变化法：比较前后浮力的变化判断液面的升降。若F
前浮＞F
后浮
，则液面下降；
若F
前浮＜F
后浮
，则液面上升；若F
前浮
＝F
后浮
，则液面不变。
四、各类型问题的分析解答
类型一：1、纯冰在纯水中熔化——液面高度不变
例1：有一块冰浮在容器的水面上，当冰块完全熔化后，水面高度将怎样变化？
解析：这是一道最典型最基础的题型，我们理解后，可作为其它类型题解决的知识点直接分析。液面升降取决于冰融化后这部分水的体积与冰漂浮时排开水的体积变化，所以方法一比较体积变化法
当冰漂浮时，依漂浮条件可知，F
浮=G
冰
即ρ
水
ɡV
排
= G
冰
= m冰g ∴V排＝m冰/ρ水
冰化成水后，冰的质量与水的质量没有变化即m化水= m冰∴V化水＝m冰/ρ水
所以V
排=V
化水
即冰块完全熔化后水面高度不变。
方法二变化前后总压力不变
冰熔化后仍在容器内，所以容器底部所受总压力不变。熔化前容器底部所受压力由液体水提供，熔化后容器底部所受压力依然由液体水提供。
F前=F后即ρ前S器底=P后S器底ρ水ɡh前S器底=ρ水ɡh后S器底∴h前=h后即液面不变。
方法三比较浮力变化法
因为浮力F
浮= ρ
液
?g?V
排
，对于这种液体密度ρ
液
不变情况，浮力大小只取决于物体排
开液体的体积V
排，而V
排
的大小就决定了液面的高度。
这样，对这类问题只须比较前后两种情况下物体所受浮力的大小，如果浮力变小，即F
前
浮＞F
后浮
，则物体排开液体的体积变小，液面下降。同样，如果浮力不变则液面高度不变，浮
力变大则液面上升。对这道题：熔化前冰漂浮F
前浮= G
物
熔化后，冰化为水属于悬浮状态，则：F
后浮= G
物
所以F
前浮
= F
后浮
，液面高度不变。
比较上述三种解法可见，第二、三种解法简单易懂，学生容易掌握，适应于课堂教学。我们在物理教学中还可以将这种方法推广到其它情况下液面升降问题的讨论中去，培养学生思维能力，做到举一反三。
结论：纯冰浮在水面上.当冰熔化后液面将不变。
例2：若一冰块在水中，冰块与容器底部相接触并相互间有压力，则当冰块完全熔化后，容器内的水面将怎样变化？
解析：冰块没有漂浮在水面上，冰块所受浮力小于冰块所受重力，
∴熔化前F浮＜G冰，即ρ水g V排＜G冰，故得V排＜m冰/ρ水
熔化为水的体积 V化水=m水/ρ水= m冰/ρ水
∴V排＜V化水，即熔化后水面要上升。
结论：纯冰压在水底.当冰熔化后液面将上升。
类型一：2、纯冰在盐水（或其它密度比水大的液体）中熔化——液面高度上升
例3：有一块冰漂浮在一杯浓盐水中(冰的密度是0．9×103千克／米3；浓盐水的密度是1．1×103千克／米3)．如果冰块全部熔化后，则 ( )
A．液面不变 B．液面上升 C．液面下降 D．无法判断
解析：冰块熔化前，在盐水中处于漂浮状态．则有F浮=G冰，即ρ盐水g V排=m冰g ∴V排=m冰/ρ盐水化成水后，冰的质量与水的质量没有变化即m化水= m冰∴V化水＝m冰/ρ水
∵ρ水<ρ盐水。∴V化水>V排，冰块在浓盐水中熔化后液面上升．
结论：纯冰浮在密度比水大的液面上.当冰熔化后液面将上升。
类型一：3、纯冰在密度比水小的液体中熔化——液面高度下降
例4：有一块冰漂浮在一杯酒精（或煤油等）中，当冰块完全熔化后，液面高度将怎样变化？
解析：冰块熔化前，在酒精中处于漂浮状态．则有F浮=G冰，即ρ酒g V排=m冰g ∴V排＝m冰/ρ酒化成水后，冰的质量与水的质量没有变化即m化水= m冰∴V化水＝m冰/ρ水
∵ρ酒＜ρ水。∴V化水＜V排，冰块在浓盐水中熔化后液面下降．
结论：纯冰浮在密度比水小的液面上.当冰熔化后液面将下降。
类型二：1、含有木块（或其它密度比水小的固体）的冰块在纯水中熔化；
例5：在盛水的烧杯中漂浮着一块冰，冰中夹着一小木块，当冰完全熔化为水时，水面将如何变化？
方法一比较体积变化法
冰块漂浮时：F浮=G冰+G木即ρ水gV排= G冰+G木,
V前排= (m冰+m木)/ ρ水=m冰/ρ水+m木/ρ水 (1)
当冰块化成水时：m化水= m冰∴V化水＝m冰/ρ水
又因为木块仍漂浮，F木浮= G木即ρ水gV木排= m木g ∴V木排=m木/ρ水
V后排=V化水+V木排= m冰/ρ水+ m木/ρ水 (2)
由(1) .(2)得：V前排= V后排故当冰完全熔化成水时，水面不变。
方法二比较浮力变化法
熔化前冰块和木块都漂浮∴F前浮= G冰+ G木
熔化后熔化成的水悬浮，木块仍漂浮∴F后浮= G化水+ G木
又G化水= G冰所以F前浮＝F后浮，即熔化前后所受浮力不变，所以液面将不变。
推论：当冰块中含有密度比水小的固体（如小蜡块）或将密度比水小的固体放在冰块上浮于容器内水面上，则冰熔化后，仿照上述方法推算可知，水面将保持不变。
类型二：2、含有石块（或其它密度比水大的固体）的冰块在纯水中熔化；
例6.：有一块冰中含有小石块，浮在容器的水面上，当冰块完全熔化后，水面高度怎样变化？
解：方法一比较体积变化法
冰块熔化前排开水的体积为：
V排＝F浮/ρ水g＝G总/ρ水g＝（G冰＋G石）/ρ水g＝（m冰＋m水）/ρ水①
熔化后的体积为冰化成的水的体积加上沉在容器底的石块的体积，即：
V后＝V水＋V石＝m水/ρ水＋m石/ρ石＝m冰/ρ水＋m石/ρ石②
比较①②式，∵ρ石>ρ水，∴V后 方法二比较浮力变化法熔化前冰块和含有的小石块漂浮∴F前浮 = G冰 + G石 熔化后熔化成的水悬浮，F化水浮=G化水；而石块沉底，F石浮＜G石∴F后浮 = F化水浮+ F石浮=G化水 + F石浮，又G化水= G冰所以F前浮＞F后浮，即熔化后所受浮力减小，所以液面将下降。 推论：当冰块中含有密度比水大的物体（如小铁块、盐水等）或将密度比水大的物体放在冰块上浮于容器内水面上，则冰熔化后，物体沉入水底，水面将下降。 类型二：3、含有煤油（或其它密度比水小的液体）的冰块在纯水中熔化； 例7：有一块冰中含有液态的煤油，浮在容器内的水面上，当冰块完全熔化后，液面高度将怎样变化？ 冰块熔化前排开水的体积为： V排＝F浮/ρ水g＝G总/ρ水g＝（G冰＋G油）/ρ水g＝（m冰＋m油）/ρ水①熔化后的体积为冰化成的水的体积加上煤油的体积，即： V＝V水＋V油＝m水/ρ水＋m油/ρ油＝m冰/ρ水＋m油/ρ油② 比较①②式，∵ρ油<ρ水，∴V>V排所以液面上升。 类型三：冰块中含有一定质量的气体，冰块熔化后判断水面升降。 例8：一块冰漂浮在容器的水面上，冰块中含有一定质量的气体（空气、氢气、二氧化碳），当冰完全熔化后，容器中的水面如何变化？ 冰块熔化前排开水的体积为： V排＝F浮/ρ水g＝G总/ρ水g＝（G冰＋G气体）/ρ水g＝（m冰＋m气体）/ρ水① 熔化后的体积为冰化成的水的体积等于冰排开水的体积，但气体挥发，总体积减少，Ｖ排′＜Ｖ排，所以液面下降。 变化：若漂浮在水面上的冰块中有一气泡，当冰块融化后水面将怎么变化？冰块里的气泡的质量可以忽略不计，冰熔化后水面保持不变. 类型四：1、固态物质的密度小于水的密度 例9：盆内水面上有一塑料碗，碗内有木块，若将木块投入水中，盆内水面将（填“上升”、“下降”或“保持不变”）。 解析：投入前，碗与木块漂浮在水面上，所以F浮＝G碗＋G木 据阿基米德原理，得F浮＝G排＝ρ水gV排 所以ρ水gV排＝G碗＋G球，故得V排＝G碗／ρ水g＋G木／ρ水g ⑴ 木块投入水中后，盆漂浮在水面上，分析得V盆排＝G盆／ρ水g 木块漂浮在水面上，则V木排＝G木／ρ水g 因此，后来碗与木块排开水的总体积V总排＝V盆排＋V木排＝G盆／ρ水g ＋G木／ρ水g ⑵由⑴⑵得V总排＝V排，所以液面保持不变。 类型四：2、固态物质的密度等于水的密度 当ρ物=ρ水时，物体悬浮。物体投入水中后物体排开水的体积为： V物排=m物/ρ物= m物/ ρ水=⊿V排，即水面高度无变化。 类型四：3、固态物质的密度大于水的密度 例10：盆内水面上有一塑料碗，碗内是实心铁块，将铁块投入水中，盆内水面将（填“上升”、“下降”或“保持不变”）。 解析：方法一、比较体积变化法 投入前，碗与铁块漂浮在水面上，与上题分析相同，得V排＝G碗／ρ水g＋G铁／ρ水g ⑴铁块投入水中后，盆仍漂浮在水面上V盆排＝G盆／ρ水g 而铁块沉入水中， V铁排＝V铁＝G铁／ρ球g 因此后来碗与铁块排开水的总体积 V总排＝V盆排＋V铁排＝G盆／ρ水g ＋G铁／ρ铁 g ⑵ 因为ρ铁＞ρ水，所以V总排＜V排，液面下降。 方法二、比较浮力变化法 投入前F浮1 = G碗+ G铁投入后F浮2 = G碗+ F铁浮 因为 G 铁 ＞ F 浮铁 所以 F 浮 ＞ F 浮2 液面会下降 总结： 一、纯冰浮于纯水上，熔化后液面无变化。 二、冰中含有杂质，漂浮在纯水上时： 1. 若冰中所含杂质密度大于水的密度时，冰熔化后液面下降。 2. 若冰中所含杂质密度小于等于水的密度时，冰熔化后液面不变。 三、 纯冰浮在不同密度的液体表面上时： 1. 若液体密度大于水的密度时，冰熔化后液面上升。 2. 若液体密度小于水的密度时，冰熔化后液面下降。 四、容器中的固态物质投入水中后判断液面升降 1、固态物质的密度小于水的密度时，物体投入水中后水面高度无变化 2、固态物质的密度等于水的密度时，物体投入水中后水面高度无变化。 3、固态物质的密度大于水的密度时，物体投入水中后水面高度下降。 【练习】 1、如图1所示，一个小船中放有ABC 三个小球，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。 （1）只将A 球放入水中， 则A 球 （填浮沉状况），液面 （填 “上升”或“下降”或“不变”） （2）只将B 球放入水中， 则B 球 （填浮沉状况），液面 （填 “上升”或“下降”或“不变”） （3）只将C 球放入水中， 则C 球 （填浮沉状况），液面 （填 “上升”或“下降”或“不变”） （4）若将ABC 三球同时从船中取出放入水中，则液面 （填 “上升”或“下降”或“不变”）。 2、如果将沉在水底的石块放入船中使船漂浮，液面将 。 3、水槽中放一个小铁盒，铁盒中放少许细线和一个铝块，铁盒漂浮在水 面。现用细线把铝块拴在铁盒下面，铁盒仍漂浮在水面，如图2所示。讨论 此时水槽中的水位以及铁盒浸入水中的体积，说法正确的是（ ） A ．水槽中水位不变，铁盒浸入水中的体积变大 B ．水槽中水位下降，铁盒浸入水中的体积不变 C ．水槽中水位不变，铁盒浸入水中的体积变小 D ．水槽中水位上升，铁盒浸入水中的体积不变 4．如右图所示（1）冰块放在水中，漂浮，熔化后，液 面 ；（2）冰块放在盐水中，漂浮，熔化后，液 面 ；（3）冰块放在煤油（或酒精）中，沉底，熔化后，液面 。 5、冰块内包有一个石块（石块密度大于水的密度）漂浮在水面上，冰块熔化后，石块 （填浮沉状况），则水面 （填“上升”或“下降”或“不变”）。 6、冰块内包有一个密度等于水的物体漂浮在水面上，冰块熔化后，水面 （填“上 升”或“下降”或“不变”）。 7、冰块内包有一个木块（木块密度小于水）漂浮在水面上，冰块熔化后，水面 （填 “上升”或“下降”或“不变”）。 8、如图3，一块0℃的冰放在盛有0℃的水的容器中。已知冰块 与容器底部相接触并相互间有压力，则当冰完全融化为0℃的水后．容 器中水面的位置将（ ） A ．上升 B ．下降 C ．保持不变 D ．水面的升或降决定于冰和容器内水的体积 总之，关于液面高度变化的问题在初中物理中经常会遇到，是一个难点问题，对于这类 问题的解决，我们不能让学生生搬硬套，死记结论，或者仅限于比较繁琐的传统解法，而应 图1 图2 该认真钻研，另辟溪径，寻求一种简单易懂，学生易于接受的方法，应掌握解题方法和解题过程，培养学生独立思考分析问题的能力。 初中物理浮力解题技巧及练习题(含答案) 一、浮力 1．两个相同的柱形容器置于水平地面，容器中分别盛有相等体积的不同液体甲、乙。取两块相同的橡皮泥，将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中，将另一块捏成球形状放入乙液体中，橡皮泥静止后如图2所示。以下判断正确的是 A ．液体的密度ρ甲＞ρ乙 B ．液体对容器底部的压强 p 甲＜p 乙 C ．橡皮泥受到的浮力F 甲＜F 乙 D ．容器对地面的压强p 地甲＞p 地乙 【答案】B 【解析】 【详解】 A ．将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中处于漂浮状态，浮力等于重力；将另一块捏成球形状放入乙液体中处于悬浮状态，浮力等于重力，由此可知橡皮泥处于两种液体中是所受浮力相同。根据阿基米德公式F 浮=ρ液gV 排可得 F V g ρ=浮 液排 由图可知V 排甲＞V 排乙，所以 ρ甲＜ρ乙 故AC 错误； B ．液体对容器底的压力等于液体的重力与排开液体的重力之和，因为ρ甲＜ρ乙，所以等体积液体甲、乙的质量关系为 m 甲＜m 乙 即 G 甲＜G 乙 橡皮泥处于两种液体中是所受浮力相同，因为F 浮=G 排，所以 G 甲排=G 乙排 故有 G 甲+G 甲排＜G 乙+G 乙排 因此液体对容器底压力 F 甲＜F 乙 由压强公式= F p s ，可知液体对容器底部压强 p甲＜p乙 故B正确； C．将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中处于漂浮状态，浮力等于重力；将另一块捏成球形状放入乙液体中处于悬浮状态，浮力等于重力，由此可知橡皮泥处于两种液体中是所受浮力相同，故C错误； D．容器对地面的压力等于容器重力、液体重力、物体重力之和，因为G甲＜G乙，所以 G甲+G物+G容＜G乙+G物+G容 因此容器对地面的压力 F容甲＜F容乙 由压强公式=F p s 可知容器对地面的压强 p地甲＜p地乙 故D错误。 2．如图所示，杯子中装满水，轻轻放入一个小木块后，小木块漂浮在水面．放入木块后 A．水对杯底的压强不变 B．水对杯底的压强增大 C．木块的密度大于水的密度D．水与木块的密度相等 【答案】A 【解析】 【分析】 杯子中装满水，轻轻放入一个小木块后，水的深度不变，根据液体压强的公式分析水对杯底的压强的变化；木块漂浮在水面上，根据浮沉条件分析木块的密度和水的密度的大小关系． 【详解】 杯子中装满水，放入木块后，水的高度h不变，由液体压强的公式p=ρgh可得水对杯底的压强不变；小木块漂浮在水面上，根据物体浮沉条件可知，木块的密度小于水的密度． 故选A． 3．体积相同而材料不同的小球甲、乙、丙、丁，静止在容器的水中，如图所示．这四个小球所受的浮力分别为F甲、F乙、F丙、F丁，则下列判断正确的是 A．F甲＜F丁 B．F乙＞F丙 C．F丙＞F丁 D．F甲=F乙 液面升降问题的分析 各种情况都包含，配有详图 2018年2月11日 对于液体中的物体由于某种变化而引起的液面升降问题的形式出现，本文介绍一种简便快捷的判断方法——“状态法”． （一）、状态法：就是对液体变化前、后的物体所处的状态进行比较来判断液面的上升、下将、不变的方法． （二）、状态法迅速判断液面升降方法： ①若变化前后液体中的物体都处于漂浮、悬浮状态，而无沉体出现，则液面不变； ②若液体中的物体，在变化前无沉体，而变化后有沉体出现，则液面下降； ③若液体中的物体，在变化前有沉体，而变化后无沉体出现，则液面升高; 说明：变化前后液体中物体的总质量保持不变；容器中液体的密度不变． （三）、证明 设液体中的物体的总重为G，变化前后在液体中所受的总浮力分别为Ｆ浮、Ｆ浮′． 若变化前后均无沉体出现，由浮沉条件知 ①Ｆ浮′＝Ｆ浮＝Ｇ，ρ液ｇＶ排′＝ρ液ｇＶ排， 则Ｖ排′＝Ｖ排，液面不变． ②若变化前无沉体，变化后有沉体，由浮沉条件知Ｆ浮＝Ｇ，Ｆ浮′＜Ｇ， 则Ｆ浮′＜Ｆ浮，即Ｖ排′＜Ｖ排，故液面下降． ③若变化前有沉体，变化后无沉体，由浮沉条件知 Ｆ浮＜Ｇ，Ｆ浮′＝Ｇ，则Ｆ浮′＞Ｆ浮，即Ｖ排′＞Ｖ排，故液面上升． 一、液面升降的主要类型有： 类型Ⅰ：纯冰浸于液体，熔化后判断液面升降 ①、纯冰在纯水中熔化； ②、纯冰在盐水（或其它密度比水大的液体）中熔化； ③、纯冰在密度比水小的液体中熔化； 类型Ⅱ：冰块中含有其它杂质，冰块熔化后判断水面升降。 ①、含有木块（或其它密度比水小的固体）的冰块在纯水中熔化； ②、含有石块（或其它密度比水大的固体）的冰块在纯水中熔化； ③、含有煤油（或其它密度比水小的液体）的冰块在纯水中熔化； 类型Ⅲ：冰块中含有一定质量的气体，冰块熔化后判断水面升降。 类型Ⅳ：容器中的固态物质投入水中后判断液面升降 ①、固态物质的密度小于水的密度 ②、固态物质的密度等于水的密度 ③、固态物质的密度大于水的密度 二、解题关键：无论液面上升或者下降，关键在比较的问题是什么，确立好问题就知道如何下手。 关键问题：比较冰熔化前（或物体投放前）在液体中排开液体的体积和冰熔化成水后的体积（或物体投放后液体体积）的大小关系： ⑴若前体积大于后体积，液面下降；若前体积等于后体积，液面不变； ⑵若前体积小于后体积，液面上升。 三、判断方法 液面升降问题的分析 冰浮于液面的问题是生活中的常见问题,在各类试卷中经常出现,但由于这类问题的现象不太明显,观察需要的时间较长,不为一般的学生所重视.即使一部分学生有意识地去进行观察,出会现因为问题类型比较多,而结论只有“升”和“降”两种,常常出现而把现象和条件的对应关系混淆的现象，导致认识的偏差。为了更深刻地理解引起液面“升”、“降”的原因，准确把握条件和现象之间的关系。可以将各类问题进行分类处理，从最基本的漂浮在液面上的冰熔化成水后液面的升降问题为基点，逐步展开思考形成系统的认识。更重要的是可以通过这些问题的讨论和思考，把许多有关物体浮沉及液面变化问题连成一个整体。 一、液面升降的主要类型有： 类型一：纯冰浸于液体，熔化后判断液面升降 1、纯冰在纯水中熔化； 2、纯冰在盐水（或其它密度比水大的液体）中熔化； 3、纯冰在密度比水小的液体中熔化； 类型二：冰块中含有其它杂质，冰块熔化后判断水面升降。 1、含有木块（或其它密度比水小的固体）的冰块在纯水中熔化； 2、含有石块（或其它密度比水大的固体）的冰块在纯水中熔化； 3、含有煤油（或其它密度比水小的液体）的冰块在纯水中熔化； 类型三：冰块中含有一定质量的气体，冰块熔化后判断水面升降。 类型四：容器中的固态物质投入水中后判断液面升降 1、固态物质的密度小于水的密度 2、固态物质的密度等于水的密度 3、固态物质的密度大于水的密度 二、解题关键：液面上升也好、下降也好，关键在于我们比较的问题是什么，确立好问题就知道如何下手。实际上我们要比较的是冰熔化前（或物体投放前）在液体中排开液体的体积和冰熔化成水后的体积（或物体投放后液体体积）的大小关系：若前体积大于后体积，液面下降；若前体积等于后体积，液面不变；若前体积小于后体积，液面上升。 三、判断方法 1、比较体积变化法：比较的是冰熔化前（或物体投放前）在液体中排开液体的体积和冰熔化成水后的体积（或物体投放后液体体积）的大小关系：若前体积大于后体积，液面下降；若前体积等于后体积，液面不变；若前体积小于后体积，液面上升。 2、比较压力变化法：比较前后容器底部受到压力的变化。F 前=P 前 ×S 底 =ρ 液 gh 前 S 底 F 后=P 后 ×S 底 =ρ 液 gh 后 S 底 根据前后压力的大小关系得出液体前后深度的关系，再判断 液面的升降情况。 3、比较浮力变化法：比较前后浮力的变化判断液面的升降。若F 前浮＞F 后浮 ，则液面下降； 若F 前浮＜F 后浮 ，则液面上升；若F 前浮 ＝F 后浮 ，则液面不变。 四、各类型问题的分析解答 类型一：1、纯冰在纯水中熔化——液面高度不变 例1：有一块冰浮在容器的水面上，当冰块完全熔化后，水面高度将怎样变化？ 解析：这是一道最典型最基础的题型，我们理解后，可作为其它类型题解决的知识点直接分析。液面升降取决于冰融化后这部分水的体积与冰漂浮时排开水的体积变化，所以方法一比较体积变化法 当冰漂浮时，依漂浮条件可知，F 浮=G 冰 即ρ 水 ɡV 排 = G 冰= m冰g ∴V排＝m冰/ρ水 冰化成水后，冰的质量与水的质量没有变化即m化水= m冰∴V化水＝m冰/ρ水 所以V 排=V 化水 即冰块完全熔化后水面高度不变。 方法二变化前后总压力不变 冰熔化后仍在容器内，所以容器底部所受总压力不变。熔化前容器底部所受压力由液体水提供，熔化后容器底部所受压力依然由液体水提供。 F前=F后即ρ前S器底=P后S器底ρ水ɡh前S器底=ρ水ɡh后S器底∴h前=h后即液面不变。 方法三比较浮力变化法 因为浮力F 浮= ρ 液 ?g?V 排 ，对于这种液体密度ρ 液 不变情况，浮力大小只取决于物体排 开液体的体积V 排，而V 排 的大小就决定了液面的高度。 浮力基础及解题技巧 浮力主要知识总结 1、浸入液体（或气体）中的物体受到的力，叫浮力。浮力的施力物体是，方 向。 2、阿基米德原理：浸入液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于。 3、按照设计要求，轮船叫排水量 4、潜水艇通过，实现上浮、下沉，飞艇和热气球通过改变，实现上浮下沉，水中的鱼通过改变自身的，实现上浮和下沉。 5、计算浮力的方法 A、压力差法： B、称重法： C、平衡法： D、原理法 6、浮力的核心知识 （1）、阿基米德原理 （2）、物体的浮沉条件 上浮： 下沉： 漂浮： 悬浮： 7、解题技巧一 盛满液体的容器，放入的物体如果是漂浮或悬浮，物体的质量多大，溢出液体质量也是多大 例题：有一个木块（木块的密度小于水和酒精密度），把它浸在盛满酒精的溢水杯中静止时，从杯中溢出50g酒精，，若把它浸在盛满水的溢水杯中静止时，从杯中溢出水的质量50g （填大于、等于、小于） 8、浮力解题技巧二 做题首判断物体处于什么状态，如果不判断状态就去套用阿基米德原理的公式非常容易出错 （1）、把质量为250g，体积是300cm3的金属球放入水中，静止时，它受到的浮力是 N。（g=10N/kg）（2）、把质量为270g,体积为100 cm3的物体放入水中，静止时，它受到的浮力是 N （g=10N/kg）9、浮力解题技巧三 浮力计算尤其注意平衡力的运用，能够迅速找到解题思路 例题1：2011年3月11日，日本发生了地震和海啸灾难，致使福岛核电出现核泄漏。为减少放射性污染，电力公司利用“人工浮岛”（一个钢制的空心浮体）储存放射性污水，该浮体是用8×l06 kg的钢板制成的一个外形长140 m，宽50 m、高3m的空心长方体。问：（1）为了不使“人工浮岛”沉入海底，该浮体最多可以储存质量为多少千克的放射性污水？（为了计算方便，海水的密度取1.0×103kg/m3，g＝10N/kg） 浮力专题——液面升降问题学案 知识复习： 一.浮力基本概念中易错点： 1 浸在液体（或气体）里的物体受到液体（或气体）的向上的托力叫做浮力 2 浮力总是竖直向上的，它的大小等于液体（或气体）对物体向上和向下的压力的差 3 不论物体是漂浮在液面上，还是正在液体中下沉（或上浮）或已沉底的物体（不完全密合）都受到浮力。 二、阿基米德原理： 浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。 ●Ｆ浮＝Ｇ排液＝ρ液ｇＶ排 ●浸没时Ｖ排＝Ｖ物 ●部分浸入时Ｖ排＝Ｖ－Ｖ出 注意： 1、单位:F浮：牛顿；ρ——千克/米3,g%%——牛顿/千克,V排— 3 m 2、浮力的有关因素:浮力只与ρ液,V排有关,与ρ物(G物)完全无关； 3、与V物无直接关系； 4、物体完全浸没在液体中，所受浮力与浸没的深度无关。 三物体的浮沉条件 (１)浸没在液体中的物体 (Ｖ排＝Ｖ物) 由【Ｆ浮=ρ液ｇＶ排，Ｇ物=ρ物ｇＶ物】可知： Ｆ浮＜Ｇ物，下沉(ρ液＜ρ物) Ｆ浮＞Ｇ物，上浮(ρ液＞ρ物) Ｆ浮＝Ｇ物，悬浮(ρ液＝ρ物) (２)漂浮在液面上的物体：Ｆ浮＝Ｇ物(Ｖ排<Ｖ物) 四浮力的计算 1 根据阿基米德原理计算：F浮=ρgV排或F浮=G液体。 2 由浮力的成因计算，F浮=F向上-F向下。 3 由称重法，已知物体在空气中称重G及物体浸没在液体中称重G'，则F浮=G-G'。 4 由物体漂浮或悬浮时力的平衡条件计算，得F浮=G物 专题训练 ?首先是冰融化后考虑容器中液面升降的问题： 题目 1 在一个盛有水的烧杯中放入一个冰块，水不溢出，过一段时间冰融化后，问杯中液面上升、下降还是不变？ 题目 2 在一个盛有盐水的烧杯中放入一个冰块，水不溢出，过一段时间冰融化后，问杯中液面上升、下降还是不变？ 题目3 在一个盛有酒精的烧杯中放入一个冰块，水不溢出，过一段时间冰融化后，问杯中液面上升、下降还是不变？ ?轮船投放物体的问题 题目4 一艘装有木块的轮船停放在水面不大的湖中，若将船上的木块投入湖水中，问水面将上升、下降还是不变? 题目5 一艘装有石块的轮船停在水面不大的湖中，若将船上的石块投入湖水中，问水面将上升、下降还是不变? 浮力专题：液面变化及其解 题技巧 -标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII 液面升降问题的分析 各种情况都包含，配有详图 2019年2月11日 对于液体中的物体由于某种变化而引起的液面升降问题的形式出现，本文介绍一种简便快捷的判断方法——“状态法”． （一）、状态法：就是对液体变化前、后的物体所处的状态进行比较来判断液面的上升、下将、不变的方法． （二）、状态法迅速判断液面升降方法： ①若变化前后液体中的物体都处于漂浮、悬浮状态，而无沉体出现，则液面不变； ②若液体中的物体，在变化前无沉体，而变化后有沉体出现，则液面下降； ③若液体中的物体，在变化前有沉体，而变化后无沉体出现，则液面升高; 说明：变化前后液体中物体的总质量保持不变；容器中液体的密度不变． （三）、证明 设液体中的物体的总重为G，变化前后在液体中所受的总浮力分别为Ｆ浮、Ｆ浮′． 若变化前后均无沉体出现，由浮沉条件知 ①Ｆ浮′＝Ｆ浮＝Ｇ，ρ液ｇＶ排′＝ρ液ｇＶ排， 则Ｖ排′＝Ｖ排，液面不变． ②若变化前无沉体，变化后有沉体，由浮沉条件知Ｆ浮＝Ｇ，Ｆ浮′＜Ｇ， 则Ｆ浮′＜Ｆ浮，即Ｖ排′＜Ｖ排，故液面下降． ③若变化前有沉体，变化后无沉体，由浮沉条件知 Ｆ浮＜Ｇ，Ｆ浮′＝Ｇ，则Ｆ浮′＞Ｆ浮，即Ｖ排′＞Ｖ排，故液面上升． 一、液面升降的主要类型有： 类型Ⅰ：纯冰浸于液体，熔化后判断液面升降 ①、纯冰在纯水中熔化； ②、纯冰在盐水（或其它密度比水大的液体）中熔化； ③、纯冰在密度比水小的液体中熔化； 类型Ⅱ：冰块中含有其它杂质，冰块熔化后判断水面升降。 ①、含有木块（或其它密度比水小的固体）的冰块在纯水中熔化； ②、含有石块（或其它密度比水大的固体）的冰块在纯水中熔化； ③、含有煤油（或其它密度比水小的液体）的冰块在纯水中熔化； 类型Ⅲ：冰块中含有一定质量的气体，冰块熔化后判断水面升降。 类型Ⅳ：容器中的固态物质投入水中后判断液面升降 ①、固态物质的密度小于水的密度 ②、固态物质的密度等于水的密度 ③、固态物质的密度大于水的密度 二、解题关键：无论液面上升或者下降，关键在比较的问题是什么，确立好问题就知道如何下手。 关键问题：比较冰熔化前（或物体投放前）在液体中排开液体的体积和冰熔化成水后的体积（或物体投放后液体体积）的大小关系： ⑴若前体积大于后体积，液面下降；若前体积等于后体积，液面不变； ⑵若前体积小于后体积，液面上升。 液面升降问题 分析液面升降的主要类型有： 1、纯冰在纯水中熔化； 2、纯冰在盐水（或其它密度比水大的液体）中熔化； 3、纯冰在密度比水小的液体中熔化； 4、含有木块（或其它密度比水小的固体）的冰块在纯水中熔化； 5、含有石块（或其它密度比水大的固体）的冰块在纯水中熔化； 6、含有煤油（或其它密度比水小的液体）的冰块在纯水中熔化； 7、一块冰漂浮在容器的水面上，冰块中含有一定质量的气体（空气、氢气、二氧化碳），当冰完全熔化后，容器中的水面如何变化？ 例1：有一块冰浮在容器的水面上，当冰块完全熔化后，水面高度将怎样变化？ 解：冰块熔化前排开水的体积（即图中斜线部分）为： V排＝F浮/ρ水g＝G冰/ρ水g＝m冰/ρ水（∵漂浮时F浮＝G冰） 冰块化成的水的体积为： V＝m水/ρ水＝m冰/ρ水（∵冰化成水后质量不变m冰= m水） 所以液面高度不变 推论：纯水水面上浮有纯冰.当冰熔化时液面将不变。当冰熔化时，水对容器底的压强不变。 例2：若一冰块在水中，冰块与容器底部相接触并相互间有压力，则当冰块完全熔化后，容器内的水面将怎样变化？ 解析：冰块没有漂浮在水面上，冰块所受浮力小于冰块所受重力，所以熔化前F浮＜G冰，而F浮=G 排ρ水g V排，即ρ水g V排＜G冰，故得V排＜G冰/(ρ水g) 熔化为水的体积 V水=m水/ρ水= m冰/ρ水= G冰/(ρ水g) 所以V排＜V水，即熔化后水面要上升。 例3：有一块冰漂浮在一杯浓盐水中(冰的密度是0．9×103千克／米3；浓盐水的密度是1．1×103千克／米3)．如果冰块全部熔化后，则 ( ) A．液面不变 B．液面上升 C．液面下降 D．无法判断 【物理】初中物理浮力解题技巧(超强)及练习题(含答案) 一、浮力 1．如下图所示，某工程队在一次施工作业中，以恒定速度沿竖直方向将一圆柱形工件从深水中吊起至距水面某一高度．已知绳子自由端移动的速度是v ，在空气中绳子自由端拉力的功率为P 1 ， 完全在水中时绳子自由端拉力的功率为P 2 ， 工件高度h ，若不计滑轮和绳重，摩擦以及水的阻力则 A ．工件的重力为 1+1 3P v B ．工件完全在水中时受到的浮力为 12 3P P v - C ．工件的密度 112 P P P ρ-水 D ．工件的底面积是 123P P v h ρ-水（） 【答案】C 【解析】 【详解】 A ．由P 1=Fv 可得,在空气中绳子自由端拉力:F = 1 P v ， 不计滑轮和绳重,摩擦以及水的阻力,对滑轮组进行受力分析,F =1 3 G ， 工件的重力：G = 1 3P v ，故A 错误； B ．由P 2=F ′v 可得,完全在水中时绳子自由端拉力：F ′=2 P v ， 不计滑轮和绳重，摩擦以及水的阻力， 对滑轮组进行受力分析,F ′= 1 3 （G ?F 浮）,3F ′=G?F 浮， 工件完全在水中时受到的浮力：F 浮=G ?3F ′=13P v ?23P v =123P P v -（），故B 错误； C ．由F 浮=ρ液gV 排=ρ水gV 物， 工件的体积：V 物= F g 浮 水ρ=123P P v g ρ-水（）=123P P v g ρ-水（） 工件的质量,m=G g = 1 3P v g =1 3P vg ； 由ρ= m V 可得,工件的密度：ρ= m V 物 = 1 12 3 3 P vg P P v g ρ - 水 （） = 1 12 P P P ρ - 水 ，故C正确； D．由V=Sh可求工件的底面积， S= V h = 12 3P P v g h ρ - 水 （） =12 3P P v gh ρ - 水 （） ，故D错误。 2．三个相同容器里盛有密度不同的三种液休，将同一个小球先后放人三个容器中，静止时位置如图所示，容器中的液面到容器底的距离都相等．下列说法正确的是（） A．在甲液体中小球所受的重力小于浮力 B．小球在丙液体中所受浮力等于小球在乙液体中所受浮力 C．甲乙丙三种液体对容器底的压强相同 D．丙液体的密度最小 【答案】D 【解析】 由图可知，同一个小球在甲液体中处于漂浮状态，在乙液体中处于悬浮状态，在丙液体中沉底． A．根据漂浮条件，在甲液体中小球所受的浮力等于其自身重力，故A错误． B．小球在乙液体中悬浮，所受浮力等于其重力，即F浮乙=G；小球在丙液体中沉底，则F浮丙 ＜G，因此F 浮丙 ＜F 浮乙 ，故B错误． C．因ρ物＞ρ液时下沉、ρ物=ρ液时悬浮、ρ物＜ρ液时漂浮，所以，三液体的密度关系为ρ甲＞ρ物=ρ乙＞ρ丙，因容器中的液面到容器底的距离都相等，所以，由p=ρgh可知，甲乙丙三种液体对容器底的压强为p甲＞p乙＞p丙，故C错误． D．根据漂浮条件，ρ物＞ρ液时下沉、ρ物=ρ液时悬浮、ρ物＜ρ液时漂浮，所以，三液体的密度关系为ρ甲＞ρ物=ρ乙＞ρ丙，即丙液体的密度最小，故D正确为答案． 3．如图所示物体A由大小两个圆柱体组成悬浮于水中，已知V A=1dm3，大圆柱体上表面受水向下压力5N，小圆柱体下表面受到水向上压力8N，下列说法正确的是 沉入底部，排开0.5N g=10N/kg)求： 2、把一个重为5N,体积为0.6dm3的物体投入到水中,若不计水的阻力,当物体静止 时,物体受到的浮力为多大? ( g=10N/kg) 题型四受力分析的有关计算 要点：物体受竖直方向上三个力平衡，分析受力情况并弄清力的关系。 1、如图所示，容器中装有水，水中有一个木块被细线系着，已知水重200N， 水深为0.5m，木块的体积为4dm3，木块的密度为0.6× 103kg/m3，试求：（1）水对容器底面的压强是多少？（2） 木块受到的浮力是多大？（3）此时细绳对木块的拉力是多 大？（4）若绳子断了，最终木块漂浮在水面上时， 所受的浮力为多大？ 2、在弹簧测力计下挂一个物体，将物体沉没在水中，弹簧测力计的示数为5N， 若将物体从弹簧测力计上取下，并放入装有酒精的容器，容器底部对物体的 支持力为6N。求此物体的体积和密度。 3、已知轮船满载时的排水量为2×103t,轮船自重为9×103N,问(1)它最多能装多 重的货物?(2)满载后在东海上航行,轮船驶入海水中的体积是多大?当它驶入长江 后,它受到的浮力是否发生变化,为什么?(ρ海=1.03×103kg/m3,g取 10N/kg) 4、氢气球体积为1500米3，球壳和吊篮总重2500牛，已知氢气的密度为0.09 千克/米3，空气密度为1.29千克/米3，通过计算判断这个气球能吊起重为10000 牛的器材吗？（g取10牛/千克） 题型五浮力与图像 1、在图甲中，石料在钢绳拉力的作用 下从水面上方以恒定的速度下 降．直至全部没入水中。图乙是钢绳 拉力随时间t变化的图像，若不计水 的摩擦力， 则可算出该石料的密度为 (g=10N/㎏)（） A. 1. 6×103kg／m3 B. 2 .3×103㎏／m3 C. 2. 8×l03㎏／m3 D .3 .2×103㎏／m3 2、如图甲所示，将一挂在弹簧秤下的圆柱体金属块缓慢浸入水中（水足够深）， 在圆柱体接触容器底之前，图乙中能正确反映弹簧秤示数F和圆柱体下表面到 水面距离A关系的图是 （ ） A B C D 题型六浮力大小比较 A同种液体中的浮力比较 1、如右图，浸没在水中一定深度的木块，从开始上浮到最后静止在水面上一段时 间。这一过程浮力的变化是（） 初中物理浮力解题技巧(超强)及练习题(含答案) 一、浮力 1．两个相同的柱形容器置于水平地面，容器中分别盛有相等体积的不同液体甲、乙。取两块相同的橡皮泥，将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中，将另一块捏成球形状放入乙液体中，橡皮泥静止后如图2所示。以下判断正确的是 A ．液体的密度ρ甲＞ρ乙 B ．液体对容器底部的压强 p 甲＜p 乙 C ．橡皮泥受到的浮力F 甲＜F 乙 D ．容器对地面的压强p 地甲＞p 地乙 【答案】B 【解析】 【详解】 A ．将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中处于漂浮状态，浮力等于重力；将另一块捏成球形状放入乙液体中处于悬浮状态，浮力等于重力，由此可知橡皮泥处于两种液体中是所受浮力相同。根据阿基米德公式F 浮=ρ液gV 排可得 F V g ρ=浮 液排 由图可知V 排甲＞V 排乙，所以 ρ甲＜ρ乙 故AC 错误； B ．液体对容器底的压力等于液体的重力与排开液体的重力之和，因为ρ甲＜ρ乙，所以等体积液体甲、乙的质量关系为 m 甲＜m 乙 即 G 甲＜G 乙 橡皮泥处于两种液体中是所受浮力相同，因为F 浮=G 排，所以 G 甲排=G 乙排 故有 G 甲+G 甲排＜G 乙+G 乙排 因此液体对容器底压力 F 甲＜F 乙 由压强公式= F p s ，可知液体对容器底部压强 p甲＜p乙 故B正确； C．将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中处于漂浮状态，浮力等于重力；将另一块捏成球形状放入乙液体中处于悬浮状态，浮力等于重力，由此可知橡皮泥处于两种液体中是所受浮力相同，故C错误； D．容器对地面的压力等于容器重力、液体重力、物体重力之和，因为G甲＜G乙，所以 G甲+G物+G容＜G乙+G物+G容 因此容器对地面的压力 F容甲＜F容乙 由压强公式=F p s 可知容器对地面的压强 p地甲＜p地乙 故D错误。 2．如图所示，a、b、c是三个实心小球，其中a与b质量相等，b与c体积相同；放入水中后，a球漂浮、b球悬浮、c球沉底．则下列判断中正确的是 A．它们的体积关系是：V a＜V b=V c B．它们的重力关系是：G a=G b＞G c C．它们的密度关系是：ρa＞ρb＞ρc D．它们所受的浮力关系是：F a=F b=F c 【答案】C 【解析】 【分析】 （1）当物体的重力大于受到的浮力时物体下沉，当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮，当物体的重力小于受到的浮力时物体上浮；根据阿基米德原理结合图判断三球的体积关系； （2）当物体的密度大于液体的密度时物体下沉，当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮，当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮． 【详解】 （1）由图可知，a漂浮，b悬浮，则V排a＜V a，V排b=V b， 因为当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮，所以F a=G a，F b=G b； 因为a与b质量相等，则物体的重力相等，所以浮力F a=F b； 因为F浮=ρgV排，所以V排a=V排b， 所以V a＞V b， 由题干可知：V b=V c，所以V a＞V b=V c，故A错误； 浮力专题-液面变化和解题技巧(很全面很详 尽) 液面升降问题的分析 各种情况都包含，配有详图 2018年2月11日 对于液体中的物体由于某种变化而引起的液面升降问题的形式出现，本文介绍一种简便快捷的判断方法——“状态法”． （一）、状态法：就是对液体变化前、后的物体所处的状态进行比较来判断液面的上升、下将、不变的方法． （二）、状态法迅速判断液面升降方法： ①若变化前后液体中的物体都处于漂浮、悬浮状态，而无沉体出现，则液面不变； ②若液体中的物体，在变化前无沉体，而变化后有沉体出现，则液面下降； ③若液体中的物体，在变化前有沉体，而变化后无沉体出现，则液面升高; 说明：变化前后液体中物体的总质量保持不变；容器中液体的密度不变． （三）、证明 设液体中的物体的总重为G，变化前后在液体中所受的总浮力分别为Ｆ浮、Ｆ浮′． 若变化前后均无沉体出现，由浮沉条件知 ①Ｆ 浮′＝Ｆ浮＝Ｇ，ρ液ｇＶ排′＝ρ液ｇＶ排， 则Ｖ 排′＝Ｖ排，液面不变． ②若变化前无沉体，变化后有沉体，由浮沉条件知Ｆ 浮＝Ｇ，Ｆ浮′＜Ｇ，则Ｆ 浮′＜Ｆ浮，即Ｖ排′＜Ｖ排，故液面下降． ③若变化前有沉体，变化后无沉体，由浮沉条件知 Ｆ浮＜Ｇ，Ｆ浮′＝Ｇ，则Ｆ浮′＞Ｆ浮，即Ｖ排′＞Ｖ排，故液面上升． 一、液面升降的主要类型有： 类型Ⅰ：纯冰浸于液体，熔化后判断液面升降 ①、纯冰在纯水中熔化； ②、纯冰在盐水（或其它密度比水大的液体）中熔化； ③、纯冰在密度比水小的液体中熔化； 类型Ⅱ：冰块中含有其它杂质，冰块熔化后判断水面升降。 ①、含有木块（或其它密度比水小的固体）的冰块在纯水中熔化； ②、含有石块（或其它密度比水大的固体）的冰块在纯水中熔化； ③、含有煤油（或其它密度比水小的液体）的冰块在纯水中熔化； 类型Ⅲ：冰块中含有一定质量的气体，冰块熔化后判断水面升降。 类型Ⅳ：容器中的固态物质投入水中后判断液面升降 ①、固态物质的密度小于水的密度 ②、固态物质的密度等于水的密度 ③、固态物质的密度大于水的密度 二、解题关键：无论液面上升或者下降，关键在比较的问题是什么，确立好问题就知道如何下手。 关键问题：比较冰熔化前（或物体投放前）在液体中排开液体的体积和冰熔化成水后的体积（或物体投放后液体体积）的大小关系： ⑴若前体积大于后体积，液面下降；若前体积等于后体积，液面不变； ⑵若前体积小于后体积，液面上升。 一、对浮力的认识 1.在液体中，无论是上浮还是下沉的物体，无论形状规则或不规则，无论运动或静止，也无论浸在哪种液体中，只要物体底部有液体，就会受到液体给物体向上的托力，也就是浮力。 2.浸在气体中的物体也会受到气体的浮力 3.一切浸在液体中的物体，都受到液体对它竖直向上的浮力，既包括上浮，下沉的物体，也包括漂浮、沉入液体底部的物体，但不包括浸在液体中或与容器下表面结合紧密的物体，如桥墩、插入泥中的木桩等 4.两种特殊情况下的浮力要分清： 1）、当物体部分浸入液体中时，上表面受到的向下的液体压力为零，则浮力大小等于下表面受到的压力的大小。 2）、当浸在液体中的物体下表面和容器底部紧密接触时，则液体对物体向上的压力为零，物体将不受浮力的作用，只受向下的压力。 二、掌握计算浮力大小的四种方法. 1.称重法：利用弹簧测力计两次读数不等来计算浮力. 基本公式F浮＝G－F拉(式中的G和F拉分别为称在空气中的物体和称在液体中的同一物体时弹簧测力计的读数。即两次弹簧测力计示数之差) 适用范围：此式适用于液体中下沉的物体.常用于题中已知用弹簧测力计称物体重的情况. 2.压力差法.利用浮力产生的原因来计算浮力. 基本公式F浮＝F向上－F向下. 适用范围：此法用于判断物体是否受到浮力或计算浸没深度已知的规则物体 所受的浮力. 3.原理法——利用阿基米德原理来计算浮力. 基本公式：F浮＝G排液=M排液g＝ρ液gV排液. 适用范围：普遍适用. 4.平衡法：利用物体漂浮或悬浮的条件来计算浮力. 基本公式：F浮＝G物（物体漂浮或悬浮）、F浮＋N支＝G物（物体沉底）、F 浮＝G物＋F拉.（用绳子拉住） 适用范围：漂浮体、悬浮体、沉底、连接体等. 其中称重法、原理法、平衡法是常用的计算浮力的方法.其它方法一般都要与原理法联合使用,才能顺利完成浮力问题的解答. 三、求解浮力问题的一般步骤 1.明确研究对象（受力物体） 2.明确研究对象所处的运动状态.(漂浮、悬浮、沉底、上浮或下沉等) 3.对研究对象进行受力分析,并画出受力示意图.(除分析重力、浮力外,还要注意是否有其它相关联的物体对它是否有拉力、压力等) 3.列出物体处于平衡状态下的力的平衡方程(在展开方程时,应注意抓住题中的关键字“全浸”、“部分浸”、“漂浮”、“沉底”、“露出水面”等) 4列等式、解方程求出未知量. 四.例题讲解 浮力液面升降专题—吕 1、在一个盛有水的烧杯中放入一个冰块，水不溢出，过一段时间冰融化后，问杯中液面上升、下降还是不变？ 2、在一个盛有盐水的烧杯中放入一个冰块，水不溢出，过一段时间冰融化后，问杯中液面上升、下降还是不变？ 3、在一个盛有酒精的烧杯中放入一个冰块，水不溢出，过一段时间冰融化后，问杯中液面上升、下降还是不变？ 4、一艘装有木块的轮船停放在水面不大的湖中，若将船上的木块投入湖水中，问水面将上升、下降还是不变? 5 、一艘装有石块的轮船停在水面不大的湖中，若将船上的石块投入湖水中，问水面将上升、下降还是不变? 6、在盛水的烧杯中漂浮着一块冰，冰中夹着一小木块，当冰完全熔化为水时，水面上升、下降还是不变? 7、有一块冰中含有小石块，浮在容器的水面上，当冰块完全熔化后，水面上升、下降还是不变? 8、有一块冰中含有液态的煤油，浮在容器内的水面上，当冰块完全熔化后，水面上升、下降还是不变? 9、一块冰漂浮在容器的水面上，冰块中含有一定质量的气体（空气、氢气、二氧化碳），当冰完全熔化后，水面上升、下降还是不变?冰块里的气泡的质量可以忽略不计，水面上升、下降还是不变？ 10、有三个实心小球甲、乙、丙，甲球在水中悬浮，乙球在水中下沉，丙球漂浮在水面上．现将甲、乙、丙三球同时放在一只敞口的小铁盒里，然后将小铁盒漂浮在盛水的容器中（如图8-15 所示），下列判断正确的是（） A．只将小球甲从盒中取出放入水中后，容器中水面高度不变 B．只将小球乙从盒中取出放入水中后，容器中水面高度下降 C．只将小球丙从盒中取出放入水中后，容器中水面高度上升 D．将甲、乙、丙三球同时放入水中后，容器中水面下降 11、如图10所示，在一较大容器的水面上放一木块，木块上面放一个体积为1分米3、重7.84牛的物体，此时木块漂浮．如果将物体从木块上拿下并放入水中，当木块和物体都静止时，容器中的水面将（） Ａ．上升Ｂ．下降Ｃ．不变Ｄ．无法判断 12、如图3所示，在盛水的缸底有一个实心铁球，水面上漂浮着一个脸盆．若将铁球捞出放入盆中，盆仍漂浮在水面上，则缸底所受水的压强（） Ａ．变大Ｂ．变小Ｃ．不变Ｄ．无法判断 初三物理专题提高练习浮力之液面变化 类型一：容器中的固态物质投入水中后判断液面升降 实质是比较前后Ｖ排的变化。 例：如图所示，小船和石块一起漂浮在水中，将石块（或金属块）从船中取出放入水中后，水面如何变化？ 理论推导： 变化：如果将沉在水底的石块放入船中使船漂浮，液面如何变化？ 原因是：。 进一步探讨：从船中取出怎样的固态物质放入水中，水面不变？ 答：。 原因是：。 结论是： 此类问题判断前后液面变化，实质是比较Ｖ排的变化，因为液体密度不变，浮力跟Ｖ排有关，所以转化为判断浮力的变化。若浮力变大，则Ｖ排变大，液面；若浮力变小，则Ｖ排变小，液面；若浮力不变，则Ｖ排不变，液面。 从容器中往水中投放固态物质，也可以比较ρ物和ρ液的关系，若ρ物>ρ液，则液面；若ρ物≤ρ液，则液面。 反馈练习： 如图所示，一个小船中放有ABC三个小球，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。 ①只将A球放入水中，则A球（填浮沉状况）， 液面（填“上升”或“下降”或“不变”） ②只将B球放入水中，则B球（填浮沉状况）， 液面（填“上升”或“下降”或“不变”） ③只将C 球放入水中， 则C 球 （填浮沉状况），液面 （填“上升”或“下降”或“不变”） ④若将ABC 三球同时从船中取出放入水中，则液面 （填“上升”或“下降”或“不变”）。 类型二：纯冰浸于液体，熔化后判断液面升降 分析：冰块熔化后化成水，体积变小且水具有流动性。此类问题的关键是判断Ｖ排 和 的关系。 思考： 将冰块分别放在水、盐水和煤油（或酒精）中，冰块完全熔化后，判断液面的变化。 1．冰块放在水中，漂浮，熔化后，液面 。 简单推导过程： 2．冰块放在盐水中，漂浮，熔化后，液面 。 简单推导过程： 3．冰块放在煤油（或酒精）中，沉底，熔化后，液面 。 简单推导过程： 结论： 酒精或煤油 水 盐水 浮力中关于液面升降的例题解析 △h 的大小指液面高度的变化量，它是浮力问题与液体压强综合计算题的结合点。对于 它的分析求解是初中物理计算题的难点和重点。液面升降的高度Δh 根据产生的原因可以分为三类：但实际变化远远不止于此! 其中由于V 排变化引起的液面升降Δh 的问题是基本题型，也是中考要重点考察的容，为了使同学们正确分析此类问题，找出解决问题的关键，现将其核心知识及几种△h 产生情况的分析方法阐述如下： 一、液体的体积不增减，仅仅由于V 排变化而引起的液面升降Δh 的问题。 【例1】如图1所示，容器的B 为粗细均匀的圆柱状，且横截面积S 容=200cm2。物体A 为横截面积为S A=30cm2，高度为的h A 的圆柱体。将物体A 放入液体中，物体A 浸入的深度为h 1，液体上升的高度为△h ，则液面上升的高度△h 等于什么？ 2、公式推导： △ h=V 排/S 容。----(1) 又根据物体排开液体的体积等于浸入的物体的体积即：V 排=V 浸入，物体A 为圆柱体，故有： S 容△ h = S A h 1 h= S A h 1/S 容。----(2) 3、此式适用的条件是：V 水不变，而只有V 排的变化，且容器必须是柱状的。 此式的实质是：被物体排开的液体的体积V 排，分布于容器整个截面积(S 容)上，使液面变化△ h 。如下图3。 图1 A B 图2 甲 乙 思考：如图4所示的柱形容器，横截面积S容，物体为横截面积为S A，高度为的h A的圆柱体。将物体放入液体中，物体浸入的深度为h1，液体上升的高度为△h，则液面上升的高度△h等于什么？ 二、V排可能发生变化，由于增减液体而导致的△h变化 1、产生原因：物体均自由漂浮在液面上，液体密度不变，所以V排不变。当向容器注入同种液体使其体积增加了△V，所以这种△h的由来是因为容器液体体积增加而导致的。 2、公式△h=△V液/S容。-----(2) 三、V排和液体的质量都变化从而导致的△h变化 1、产生的原因：分析比较图7可知容器中液体增加了△V液，物体浸入液体的体积同时也增加了△V排。因此这和前面两种中的△h是由V排和V液同时变化引起的情况不同，而是多了一个产生的因素。 2、公式推导： △h实质上就是物体在两种情况下液体的深度差，即 △h=△V排/S物-----(4) (4)式是用与前两个公式不同方法推导的。若用前面的方法推导又可得到不同于(4)式的另一种表示形式： 由图：V总=(h1+△h)S容=h1S容+△hS容 浮力专题：液面升降 问题 浮力专题：液面升降问题 一、判断液面升降 方法：比较V排的变化 物体浸在液体中，若浮力变大，Ｖ排变大，液面；若浮力变小，则Ｖ排变小，液面；若浮力不变，则Ｖ排不变，液面。 （填“上升”或“下降”或“不变”） 1、如图所示，将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗 形，分别放入相同的甲、乙两杯水中．静止时甲杯中橡 皮泥所受的浮力________(填“大于”“小于”或“等于”)乙杯中橡皮泥所受的浮力，杯中水面_______． 2、（1）如图所示，小船和石块一起漂浮在水中，将石块（或金属块）从船中取出放入水中后，水面。 （2）如图2所示，在一较大容器的水面上放一木块，木块上面 放一个体积为1dm3、重7.84N的物体，此时木块漂浮．如果将物 体从木块上拿下并放入水中，当木块和物体都静止时，容器中的水面将（） Ａ．上升Ｂ．下降Ｃ．不变Ｄ．无法判断 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 3、将冰块分别放在水、盐水和煤油（或酒精） 中，冰块完全熔化后，判断液面的变化。 1）冰块放在水中，漂浮，熔化后，液面。 2）冰块放在盐水中，漂浮，熔化后，液面。 3）冰块放在煤油（或酒精）中，沉底，熔化后，液 面。 4、冰块内包有一个木块漂浮在水面上，冰块熔化后，水面。 5、冰块内包有一个石块（石块密度大于水的密度）漂浮在水面上，冰块熔化后，石块 （填浮沉状况），则水面。 检测： 1．（1）在图中，容器内装有一定量的水，水面上浮有 木块甲，在甲上放有铁块乙，甲与乙之间用细绳相连， 当木块翻转，铁块乙没入水中时，则（） A．容器内液面高度一定不变 B．容器内液面高度一定降低 C．容器内液面高度一定升高 D．容器内液面高度先升高后降低 （2）现将绳子剪断，当木块和铁块都静止后，下列分析正确的是（）A．铁块沉底，木块漂浮 B．水面下降，容器底受到水的压强变小 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 液面升降问题 考查要点 液面升降问题是中考压轴题的考查热点，近三年(2014-2016年)的中考压轴题都是考查这方面的问题，以液体的压强和浮力为载体，考查学生对液体压强、浮力知识的综合运用能力。解题思路 利用量筒的原理 1.基本思路： 【例1】如图17-1所示，容器内分别装有水和盐水，在液面上浮着一块冰，问：(1)冰在水中熔化后，水面如何变化?(2)冰在盐水中熔化后，液面如何变化? (a) (b) 图17-1 【思路点拨】容器中的液面高度变化是由于容器中物体排开液体的体积与液体体积之和发生变化引起的。根据，因容器内原来的水的体积不变，关键是比较两个体积，一个是冰熔化前，排开水的体积，一个是冰熔化成水后，水的体积。求出这两个体积，再进行比较，就可得出结论。 【解】(1)如图(a)所示，冰在水中，熔化前处于漂浮状态。 ＝ ＝ ＝① 冰熔化成水后，质量不变：＝ 求得：＝＝② 比较①和②，＝ 也就是冰熔化后体积变小了，恰好占据了原来冰熔化前在水中的体积。 所以，冰在水中熔化后液面不变 (2)冰在盐水中：冰熔化前处于漂浮，如图(b)，则 ＝ ＝ ＝③ 冰熔化成水后，质量不变，推导与问题(1)相同。 ＝④ 比较③和④，因为＜ 所以＞ 也就是冰熔化后占据的体积要大于原来冰熔化前在盐水中的体积。 所以，冰在盐水中熔化后液面上升了。 【答案】(1)冰在水中熔化后液面不变。(2)冰在盐水中熔化后液面上升。 【变式练习】冰放在密度小于冰的液体中，静止后处于什么状态，熔化后，液面又如何变化? 【例2】如图17-2所示，底面积为的圆柱形容器内盛有适量的水，另一底面积为的圆柱体A有部分体积浸在水中，当圆柱体A相对于容器下降高度为h时(水没有溢出，圆柱体A 也未全部没入水中)，求：容器中液体高度的变化量？ 图17-2 【思路点拨】解法一：画出情境图，如图17-3所示，找出体积之间的关系 图17-3 即：① Δh② ②-①可得 Δh 因为 所以Δh h Δh=。 解法二：如图17-4，圆柱体下降h后，体积为的水被挤走， 图17-4 水被挤到原水面上圆柱体周围的区域，体积为Δh 所以h 解得Δh=。 【答案】 【例3】如图17-5(a)所示，在一个较大的容器中盛有水，水中放有一个木块，木块上面放 浮力压轴-投放物体液面变化讲义（上海） 液面变化问题，主要是要清楚液面变化对应的体积变化，以及在变化中的对应关系，我们认为，不要太死记公式，还是弄清楚分析思路为要。至于减不减面积的问题，这个没有定论，主要是看你所求而定。下面我们就来分析几个典型的液面变化问题。 类型1：如图1所示，一个底面积为S 1的圆柱形容器，里面装有适量的水，水的深度为H 0。现在有一个底面积为S 2的圆柱浸在水中的深度为h 1，如图2所示，此时水面的高度为H 1，液面变化的高度为ΔH ，则有： ①V 排= S 2 h 1=（H 1-H 0）S 1=ΔH S 1 ②容器底部所受水的压强的变化Δp =ρ水g ΔH ③容器底部所受水的压力的变化ΔF =Δp S 1=ρ水g ΔH S 1=ρ水g V 排=F 浮 ④圆柱体下表面受到水的压强为p =ρ水g h 1 ⑤圆柱体下表面受到水的压力为F = pS 2=ρ水g h 1S 2=ρ水g V 排=F 浮=ΔF 类型2：如图3所示，一个底面积为S 1的圆柱形容器，里面装有适量的水，一个底面积为S 2的圆柱浸在水中的深度为h 1，水的深度为H 1。现在将圆柱体向上提高h 3后，物体浸在水中的深度为h 2，如图4所示，此时水面的高度为H 2。水面下降的高度为ΔH 1，则有： ①圆柱体上提引起物体排开水体积的变化 ΔV 1= h 3S 2=（S 1- S 2）ΔH 1 ②水面下降引起物体排开水体积的变化 ΔV2=ΔH1S2 ③圆柱体排开水的体积的变化ΔV排=ΔV1+ΔV2=（S1- S2）ΔH1+ΔH1S2=ΔH1S1 ④圆柱体所受浮力的变化ΔF浮=ρ水gΔV排=ρ水gΔH1S1 ⑤容器底部所受水的压强的变化Δp=ρ水gΔH1 ⑥容器底部所受水的压力的变化ΔF=Δp S1=ρ水gΔH1 S1=ρ水g V排=F浮 类型3：如图5所示，一个底面积为S1的圆柱形水槽，里面装有适量的水，一个底面积为S2的圆柱形容器内装有一个实心金属球，容器竖直漂浮在水槽的水中，容器浸在水中的深度为h1，水的深度为为H0。现在将容器中的金属球取出，轻轻放置在水槽中，金属球沉底，如图6所示，此时水深为度为为H1，容器浸在水中的深度为h2。液面变化的高度为为ΔH，则有： ①容器排开水体积的变化ΔV排=（h1- h2）S2 ②容器浮力的变化ΔF浮=ρ水gΔV排=G球 ③水的高度的变化引起的体积变化ΔV=ΔH S1 ④金属球的体积V球=ΔV排-ΔV ⑤金属球所受到的浮力F浮=ρ水gV球=ρ水gΔV排-ρ水gΔV ⑥水对水槽底部压强的变化Δp=ρ水gΔH ⑦水对水槽底部压力的变化ΔF=Δp S1=ρ水gΔH S1=ρ水gΔV = G球-F浮 ⑧金属球受到水槽的支持力F支= G球-F浮=ΔF 类型4：如图7所示，一个底面积为S1的圆柱形水槽，里面装有适量的水，一个底面积为S2的圆柱形容器内装有一个实心金属球，容器竖直漂浮在水槽的水中，容器浸在水中的深度为h1，水的深度为为H0。现在将容器中的金属球取出，用轻质细线拴在圆柱形容器的底部，如图8所示，此时水深为度为为H1，容器浸在水中的深度为h2。则有：初中物理浮力解题技巧及练习题(含答案)
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