壓強與浮力之冰化成水引發的思考

2021-02-25 初中物理微課

我們一直在努力打造一個課內外「輕鬆物理」的學習平臺。

學到浮力,我們大都會感到一些困難,因為到了這裡,質量、密度、壓強、浮力綜合在一起,一方面,我們的基本功還不夠紮實,另一方面,我們解決這類問題也缺少方法和經驗,下面,亮子老師帶領大家一起研究一個有意思的典型問題。我想,這個問題對你學習這部分內容一定會有幫助!

如圖:冰化成水後,容器底部受到的壓強如何變化?

這題說難不難,直接上答案:不變!

為什麼呢?這看似一個液體壓強的問題,但你沒有學習過阿基米德原理,解釋起來並不容易,hang!---

好,先上圖吧!

因為冰靜止地漂浮在水面上,這塊冰的重G冰與它排出的水重G都等於冰受到的浮力:

F浮=G冰(二力平衡條件)

F浮=G排水(阿基米德原理)

所以:

G冰=G

因為:G=mg

所以:m冰=m水

那麼,這塊冰化成的水無論從哪個方面說都等於它排開的水,所以冰若在水中直接熔化,不正好填平它所排開水的空間嗎?所以冰化了,水位並不會變化,容器底受到的壓強也就不變咯!

冰在水中不是露出一部分嗎?那麼問題來了:

1、這部分體積有多大?

2、這部分冰化成的水哪去了?

水面以上的部分體積有多大?

通過上面的分析可知:假如冰的質量是90g,那麼它排開的水也是90g!

那麼,根據密度的公式:ρ=m/v,又已知冰與水的密度分別是0.9g/cm3  、1g/cm3,可以算出冰的體積是100cm3、它排開水的體積是90cm3。也就是說冰會有90cm3浸在水中,10cm3露出水面。

總結:冰的密度是水的十分之九,它漂浮時浸在水中的部分就是它總體積的十分之九,露出十分之一,對於其它漂浮的物體(實心、均勻)也同樣有這樣的規律。

比如一個木塊漂浮在水面上:

G木=F浮=G排水

G木=m木g=ρ木v木g

G排水=m排水g=ρ水v排水g

由上得:ρ水v排水=ρ木v木

ρ木 : ρ水 = v排水 : v木

木塊的密度是水的3/5,它在水中的體積就是總體積的3/5,露出2/5。這樣,我們再去做下面這樣的題是不是很簡單啦啦啦...

1、密度為0.9g/cm3 的蠟塊放入水中,靜止後,它會露出總體積的    ,如果把露出水面的部分切去,它將     (懸浮,下沉,漂浮)。

2、一種密度很小的合金材料在水中漂浮會露出總體積的4/5,它的密度是   g/cm3。

答案:   1、 1/10   漂浮     2、0.2 

水面上這部分冰化成的水哪去了?

由於冰化成水體積縮小,水面以下的冰化成水,體積小於它排開的水,上面的冰化成的水正好下去填平。

完美!完美!完美!


初中物理微課---一個讓你學習物理特輕鬆的公眾號,記得分享給你的朋友們哦!

「稀罕」更好,「在看」也行!

相關焦點

  • 水壓強計算公式 水壓強計算公式是什麼
    水是一種液體,而液體都是具有流動性的,液體在容器底、內壁、內部中,由液體本身的重力而形成的壓強叫做液體壓強,簡稱液壓。那麼今天我們就一起來學習水壓強的計算方法。由於液體具有流動性,所以液體除了對容器底部產生壓強外,還對「限制」它流動的側壁產生壓強。
  • 壓力與壓強專題——大氣壓強
    思考一些問題:1、為什麼是灌滿水銀倒放入水銀槽中?因為只有灌滿後,排除管中的所有氣體,倒放之後,頂部是真空,水銀柱產生的壓強才是大氣的壓強。如果不是灌滿水銀,留有部分空氣,那麼測出的壓強就是偏小的。2、為什麼用水銀而不是水?
  • 初二物理複習重難點:壓強、浮力知識點歸納,次次考試都在考!
    11.證明大氣壓強存在的實驗是 馬德堡半球 實驗。 12.大氣壓強產生的原因:空氣受到重力作用而產生的,大氣壓強隨高度的增大而減小 。 13.測定大氣壓的儀器是:氣壓計,常見金屬盒氣壓計測定大氣壓。飛機上使用的高度計實際上是用氣壓計改裝成的。
  • 壓力與壓強專題——液體內部壓強
    推導:水對薄膜的壓力是水的重力,所以有如下推導:從公式中可以知道,液體壓強跟水的h有關,這裡的h是水的深度!正因為液體壓強跟水的深度有關,所以上面的試驗中,水注入的越多,薄膜向下凸起越明顯。液體對容器側面的壓強液體對容器底部有壓強,那麼對容器側面有壓強嗎?
  • 關於大氣壓強與重力的相關關係的概略式初步思考
    按:我以前沒有思考過這個問題,也未看過相關的討論,以下內容是我聽說有過這種討論後,自己臨時起意所做的一些推理和思考。原文參見筆者在《關於《大氣物理學》中有關大氣穩定度證明缺陷的詳細說明》一文後的討論中的相關留言。我以前沒有看過有關這個話題的討論,雖然這個話題在本文的議題下稍微有些偏題,但這個話題/問題本身的確挺有意思,值得深思。
  • 《水的三態變化(一)——冰和水》教學設計
    2.通過實驗、觀測、記錄、分析等,知道冰和水可在一定的條件下相互轉化,探究冰和水互相轉化過程中溫度的變化規律3.逐步養成觀察、思考的習慣,激發主動探索的欲望,提高動手能力和解決問題的能力。分組實驗:1) 在燒杯中依次加入冰和鹽2) 將試管插入裝有冰鹽混合物的燒杯中;3) 每隔1分鐘在記錄單上標記出水的溫度,同時觀察試管中水的狀態變化,在相應的狀態下打勾,待水完全凝結成冰的時候,記錄最後一個溫度。6. 匯報交流,得出結論。 1.在水結成冰的方法不一,但注意引導學生思考它們的共同點是什麼?
  • 初中物理《大氣壓強》說課稿
    今天,我說課的內容是《大氣壓強》,本課的內容與生活實際聯繫非常緊密,學生在生活中更有一些感性認識但是由於其在生活中不太能引起學生的理性思考,所以我想通過本節課的教學,首先讓學生能學到大氣壓強的知識,同時能學會其中實驗的方法,以此為思路,我設計了本堂課的教學。
  • 滄浪新城社區舉辦「星火實驗」 說說大氣壓強
    本次的主題是「大氣壓強」。志願者老師首先播放了一個科普類的動畫小視頻——「生活中的大氣壓強現象」。小朋友們被視頻內容深深吸引,原來廚房的吸盤掛鈎、吸飲料的吸管等物品都是利用了大氣壓強才發揮了作用,而最初證明大氣壓強真實存在的也是一次實驗,那就是著名的——馬德保半球實驗。視頻過後,孩子們對大氣壓強有了初步的了解,再也按捺不住地紛紛問志願者老師,咱們今天做什麼實驗。
  • 初中物理《大氣壓強》教學設計
    【過程與方法目標】通過觀察託裡拆利實驗,知道如何測量大氣壓強以及大氣壓的數值。【情感態度與價值觀目標】通過觀察實驗,養成實事求是的科學態度;通過對大氣壓應用的了解,認識到科學技術對人類生活的影響。時間到,馬德堡半球依然紋絲不動,請同學們思考為什麼不能將半球拉開?在學生存在疑惑的時候,教師引導,大氣像液體一樣具有流動性,那麼它是不是也像液體存在液體壓強一樣也存在大氣壓強呢?我們這節課就來一探究竟。
  • 壓力和壓強專題——認識壓力和壓強
    思考這些壓力,我們發現壓力都需要兩個物體,都有接觸面積,力都垂直接觸面。因為受力面積變得很小,導致壓強變大,這就是壓強的作用。我們對壓強進行說文解字,壓強的壓就是壓力,強就是動詞,使壓力的作用效果增強。籃球明星易建聯能在cba叱吒風雲,人們覺得他很強,而在nba只能坐冷板凳,人們覺得他很弱,同一個人,卻有不同的認可,就是因為CBA讓他看起來更強,NBA讓他看起來更弱。這個看起來,就是壓強中的「強」,也就是作用效果。
  • 大氣壓(3)——大氣壓強
    現象解釋:裝滿水的瓶子倒置時,水會從瓶子裡流入到玻璃杯裡,在玻璃杯裡的水沒過瓶口時,瓶中的水再流出,瓶內氣體的壓強會小於大氣壓強。當瓶內氣體的壓強與瓶內水柱的壓強和等於大氣壓強時,瓶內的水便不再流動;當瓶口離開玻璃杯中水面時,空氣由瓶口進入瓶內,瓶子裡的水又會流出來,直到瓶口再次被玻璃杯內的水沒過,瓶內的水又會停止流動。
  • 七年級下冊3.7壓強(固體、液體壓強)
    科學書放在桌面上,如何放對桌面壓強最大?如何放對桌面壓強最小? 據公式p=F/S,壓力的作用效果跟大小和大小有關, 那麼我們可以採用哪些方法來增大或減小壓強? 討論:1、可以採用哪些方法來增大壓強?舉例說明。
  • 5個和水有關的趣味科學實驗,邊玩邊學,培養孩子的科學思維
    接下來水兒媽媽就分享5個和水有關的趣味科學實驗,孩子可以在觀察和實踐中一邊玩一邊學,培養科學思維。一、往高處流的水實驗準備:5個玻璃杯、食用色素(沒有也可以,但視覺效果沒有那麼好)、比較堅韌的紙巾或擦臉巾。
  • 「大氣壓強」知識點
    一、概念:大氣對浸在它裡面的物體的壓強叫做大氣壓強,簡稱大氣壓,說明:「大氣壓」與「氣壓」(或部分氣體壓強)是有區別的,如高壓鍋內的氣壓一一指部分氣體壓強。高壓鍋外稱大氣壓。二、生活中的例子:①紙片託水實驗(又叫覆杯實驗)②吸盤掛鈎③吸管吸飲料④鐵桶中加少量水,加熱鐵桶使水蒸發汽化趕走空氣,蓋上蓋子,迅速給鐵桶外殼澆冷水,鐵桶變癟。
  • 初中物理壓強自學攻略
    本章教學的知識與技能的要求是:1.通過實驗探究,學習壓強的概念,能用壓強的公式進行計算;知道增大和減小壓強的方法.2.了解測量大氣壓強的方法.3.通過實驗探究,初步了解流體的壓強與流速的關係.本章的知識核心是壓強,它是學習液體壓強,大氣壓強,氣體壓強與流速的關係的基礎.因此,處理好壓強的教學是搞好本章教學的關鍵.
  • 大氣壓力與壓強!
    把帶有吸盤的塑料掛鈎壓在很平的牆壁上,就可以用它掛東西;活塞式、離心式抽水機能把低處的水抽到高處;擠出鋼筆管中的空氣,放手後墨水吸入鋼筆管;用高壓鍋很容易把食物煮爛;茶水蓋上開一個小孔,水才容易倒出來;還有高壓鍋爐、農用噴霧器、用吸管吸飲料、注射器針管吸藥液等等,都與大氣壓有關。
  • 神奇的大氣壓強
    說  明:大氣內部向各個方向都有壓強;大氣內部某一點向各個方向的壓強     相等     .舉  例:第一個證明大氣壓強存在的著名實驗是    馬德堡半球    實驗.高度的增大會造成氣壓的降低,氣壓的降低會造成水的沸點的降低,在高原上,因為氣壓低,水不到100℃就沸騰了,溫度不能升得更高,所以就不能做熟飯了,只能藉助高壓鍋,下面我們看看高壓鍋的原理吧!
  • 初中物理——9.4流體壓強與流速的關係
    難點:對流體壓強與流速關係的探究活動。二、流體壓強與流速的關係流體的壓強與流速有關,流速越大壓強越小,反之流速越小壓強越大。三、驗證實驗(飛機機翼)分析:飛機機翼上方的空氣流速大因而壓強小,下方的空氣流速小所以壓強大,正是這個壓強差為飛機的機翼提供了向上的升力。
  • 中考考點解讀:大氣壓強
    大氣壓強這是由於瓶內的氣壓______,瓶外大氣壓______,瓶內外的空氣形成壓強差造成的(均選填「增大」「減小」或「不變」)。【解題探究】解答本題必須思考以下幾個問題:(1)用嘴吸了一口氣後,瓶內氣壓有什麼變化?(2)瓶子內外壓力差的方向是怎樣的?提示:(1)減小。(2)壓力差由瓶外指向瓶內。【解析】本題考查大氣壓存在的相關知識。
  • 「經典習題周周練」第九章 壓強 第2節 液體的壓強
    擰開瓶蓋,在瓶中注滿水,打開a、b兩孔後觀察到圖示的情況,這說明:水對容器的有壓強;且液體的壓強隨________的增大而增大。如果想要證明液體的壓強與方向無關,接下來的操作是________。【解題思路】根據液體內部壓強的特點,結合圖中所示的情形可做出判斷。