Question

3．如圖所示，將冰塊放在水中漂浮，待其完全熔化后水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)將不變（填“增大”“減小”或“不變”）；又將凍有一小鐵塊的冰放在水中漂浮，待冰完全熔化后水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)將減小（填“增大”“減小”或“不變”）；最后將凍有一小木塊的冰放在水中漂浮，待冰完全熔化后水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)將不變（填“增大”“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 比較冰熔化前后液面升降情況，然后利用液體壓強(qiáng)公式分析判斷．

解答 解：（1）冰漂浮于水面上，
所以有F_浮=ρ_水gV_排=G_冰，----------------------①
又因?yàn)楸�熔化成水后，其質(zhì)量不變，重力不變，
所以G_水=ρ_水gV_水=G_冰，------------------------②
由①②可得：ρ_水gV_排=ρ_水gV_水，
故V_排=V_水，
即：冰熔化為水的體積等于冰排開(kāi)水的體積．
所以冰化水后水位不變．
根據(jù)p=ρgh可知，待其完全熔化后水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)將不變；
（2）冰熔化前：F_浮=G=G_鐵+G_冰，
冰熔化后：F_浮′=F_鐵+F_水=F_鐵+G_水，
因?yàn)殍F塊下沉，所以F_鐵＜G_鐵，
所以：F_浮＞F_浮′
因?yàn)椋篎_浮=ρ_水v_排g
所以：V_排＞V_排′，液面將下降，
根據(jù)p=ρgh可知，待其完全熔化后水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)將減小；
（3）由于冰塊漂浮，F(xiàn)_浮=G_冰，由阿基米原理：F_浮=G_排；
又因?yàn)楸�熔化前后重力不變�?br />G_冰=G_冰化水即有：G_排=G_冰化水，
因?yàn)椋篎_浮=G_排=ρ_水V_排g，G_冰=G_冰化水=ρ_水V_冰化水g，
所以：ρ_水V_排g=ρ_水V_冰化水g，
故V_排=V_冰化水
所以冰全部熔化后燒杯內(nèi)液面不變．
根據(jù)p=ρgh可知，待其完全熔化后水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)將不變；
故答案為：不變；減小；不變．

點(diǎn)評(píng) 此題考查液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)，同時(shí)考查密度公式、阿基米德原理、物體浮沉條件及其應(yīng)用等知識(shí)點(diǎn)，是一道綜合性很強(qiáng)的題目，關(guān)鍵是推導(dǎo)出冰熔化前后液面的升降情況．