浮力习题烧杯中的冰块浮在水中,冰块上部高出杯口,杯中水面恰好与杯口相平,在冰块融化的过程中!结论:水面始终与杯口相平.问:请用冰化成水后的体积,与冰排开水的体积进行比较得出以上结论,请你证明.【具体化】

问题描述:

浮力习题
烧杯中的冰块浮在水中,冰块上部高出杯口,杯中水面恰好与杯口相平,在冰块融化的过程中!结论:水面始终与杯口相平.
问:请用冰化成水后的体积,与冰排开水的体积进行比较得出以上结论,请你证明.【具体化】

G冰=F浮
融化后
G水=F浮

冰的重力=水给冰的浮力=冰排开水的重力


1.融化前 V排=F浮=G冰/(ρ水g)
2.溶化后 V水=G冰/(ρ水g)
因为 V水=V排,所以水面高度不变。

因为飘浮:冰的重力=浮力
冰融化了以后相当于悬浮:水的重力=浮力

冰块漂浮时,设水下部分体积为v1,水上部分体积为v2,因为漂浮,所以mg=F浮,即p冰(v1+v2)g=p水gv排,实际上,v排就是v1,刚才的表达式既是二力平衡式,也是冰变水的式子,也就是m冰=m水,即p冰(v1+v2)=p水v水,可见v水就是刚才的v排,也就是v1啦,因此,冰变水后,水的体积只是冰在水下的体积,因此总体的水面不会上升.