如何判断水面的变化

　　很多人觉得浮力这个内容不好学，由于其涉及的知识点，综合性强，不少相关的问题难求解。例如对于判断水面变化的问题，很多同学感到束手无策。

　　例题1：当冰块熔化后，杯中水面是否变化？

　　分析：冰是浮体，漂浮于水面，根据漂浮条有Ｇ冰＝Ｆ浮。

　　如何判断水面的变化Ｖ冰排与冰熔化成水的体积Ｖ水是否相等。

　　(1)如果Ｖ冰排=V水，水面不变；如果Ｖ冰排>Ｖ水，水面下降；

　　(2)如果Ｖ冰排<Ｖ水，水面升高。

　　由于冰熔化前后，冰的质量和水的质量相等，m冰＝m水，有ρ冰Ｖ冰＝ρ水Ｖ水，则Ｖ水＝ρ冰Ｖ冰／ρ水＝0.9Ｖ冰。根据漂浮条件：Ｇ冰＝Ｆ浮，即ρ冰gV冰＝ρ水gV冰排，Ｖ排＝ρ冰Ｖ水／ρ水＝0.9Ｖ冰。所以Ｖ冰排=V水，水面不变。

　　引伸１：如果冰块内有一气泡，这时冰块密度ρ<ρ冰，由质量相等关系得Ｖ水＝ρＶ冰／ρ水，由漂浮条件得Ｖ排ρＶ冰／ρ水，有Ｖ水=Ｖ冰排，故冰熔化后水面不变。

　　引伸2：如果冰块内有一木块（或密度小于水的物体），这时冰块密度ρ<ρ水，冰块漂浮于水面，由Ｇ＝Ｆ浮，即（m冰＋m木）g=（ρ冰Ｖ冰＋ρ木Ｖ木）g＝ρ水gＶ排，Ｖ排＝（ρ冰Ｖ冰＋ρ木Ｖ木）／ρ水。冰块熔化后，木块漂浮于水面，Ｖ木排＝ρ木Ｖ木／ρ水，Ｖ水＝ρ冰Ｖ冰／ρ水。则Ｖ排＝Ｖ木排＋Ｖ水，水面不变。

　　引伸３：如果冰块内有一铁块（或密度大于水的物体），冰块漂浮于水面。冰块熔化前Ｖ排＝（ρ冰Ｖ冰＋ρ铁Ｖ铁）／ρ水。冰块熔化后Ｖ水＝ρ冰Ｖ冰／ρ水，铁块下沉至杯底，Ｖ铁排＝Ｖ铁，则Ｖ排>Ｖ水＋Ｖ铁排，水面下降。

　　引伸４：如果冰块内有一铁块，冰块沉在杯底。冰块熔化前Ｖ排＝Ｖ冰＋Ｖ铁，冰块熔化后Ｖ＝Ｖ冰＋Ｖ铁，而Ｖ冰>Ｖ水，则Ｖ排>Ｖ，水面下降。

　　练习：一艘装有石块的小木船，浮于水池上，如果把石块从船中取出抛入水池中，池中水面高度如何变化？

　　广东省翁源县龙仙中学        赵本望

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