题目

有关浮力的物理题
半杯水放一冰块,冰块融化后,液面怎样变化?冰块里有一块木块,和一个石块,融化后液面又怎样变化?

提问时间：2020-12-11

答案

首先,先看冰块浮在水面的情况,由物体浮沉条件,有：
F浮=G冰
ρ水gV排=ρ冰gV冰
ρ水V排=ρ冰V冰.(1式：此式等号左面是m排,右面是m冰）
V排/V冰=ρ冰/ρ水=900kg/m^3/1000kg/m^3=9/10
上式表明冰在水面漂浮时,排开水的体积是冰的总体积的9/10.
而当冰融化后,由于质量不变,而密度由冰的密度改变为水的密度,所以由1式可知,冰融化成水后的体积就等于原来冰的V排,所以结论是：冰融化后,水面高度不变.
其次：考虑木块的情况,由于木块与冰都能飘浮在水面上,所以当木块在冰内时,木块受到的浮力等于它自身的重力,而当冰融化后,木块受到的浮力仍等于自身的重力,所以对木块来说,它的V排保持不变；而冰本身融化后,水面高度不变,所以对于冰内有木块的情况来说：当冰融化后,水面高度保持不变.
第三：考虑冰内有石块的情况.当石块在冰内时,由于冰的原因,石块也是飘浮在水面上的,所以此时石块受到的浮力等于石块的重力,而当冰融化后,石块一定会沉入水底,也就是说,此时石块受到的浮力要小于自身的重力,所以根据阿基米德原理,可知,当冰融化后,石块在水中的V排要减小.所以结论是：冰内有石块时,当冰融化后,水面的高度要降低.