如圖甲所示,在裝滿水的容器中浮著一塊冰,若冰熔化了,水面將如何變化?是否有水溢出杯外?

若一冰塊內(nèi)含一石塊,漂浮在容器中的液面上,如圖乙所示,當(dāng)冰熔化后,液面升降情況如何?如果冰內(nèi)含的是木塊,或冰內(nèi)有一氣泡,情況又將怎樣呢?

答案:略
解析:

(1)設(shè)冰塊的質(zhì)量為m,漂浮時(shí)排開水的體積為,熔化后變?yōu)樗捏w積為,且熔化前后的質(zhì)量m不變.則,而,

,,即.上式表示冰熔化后,所熔成的水剛好填補(bǔ)原先冰塊在水中占有的體積.故容器中水面不發(fā)生變化,水不會(huì)溢出.

(2)因?yàn)樵瓉砗瘔K的冰是漂浮的,依題意有,.冰熔化后,石塊落到容器底,此時(shí)“排”開水的體積由冰化成水后的水量和石塊沉底后排開的水量組成:.比較,顯見,得到,故液面下降.同理,冰中含小木塊時(shí),冰熔化后,木塊漂�。�,,故液面不變,如果冰中含氣泡:,.在不計(jì)氣體質(zhì)量時(shí),液面不變.

  對(duì)本題我們可以進(jìn)行定性分析:冰塊內(nèi)包有石塊等密度比水大的物體時(shí),由于它們和冰在一起浮在水面上,可以認(rèn)為它受到的浮力等于自身的重力.當(dāng)將冰塊內(nèi)的石塊取出放到水中后,石塊要下沉,說明受到的浮力小于自身重力.浮力變小了,排開的液體就變少了,故液面要下降.若冰塊內(nèi)包有木塊、氣泡等密度比水小的物體時(shí),無論它們?cè)诒鶋K內(nèi)還是在冰塊外都會(huì)漂浮在水面上,受到的浮力始終不變,都等于自身重力.排開液體的多少也不變,故液面不變.

  通過對(duì)本題的分析處理,培養(yǎng)同學(xué)們獨(dú)立思考,尊重事實(shí),大膽想像的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神.


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1×104
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Pa,若將該容器倒置,如圖乙所示,此時(shí)容器底面受到的壓力與甲圖相比將
變小
變小
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A.燒杯的水面上升,好像多了12N
B.水對(duì)杯底的壓力增加了9N
C.袋內(nèi)水面與燒杯中的水面相比比燒杯中的水面低
D.袋內(nèi)外水面高低無法判斷

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