Question

如图，杯中装满水，将一个10^-3 m³的冰块放入水中，冰块受的浮力是________N，杯底受到的压力将________（填“变大”“不变”或“变小”），冰完全融化后水面将________（填“有水溢出”“不变”或“下降”）（不考虑水的蒸发）．（ρ_冰=0.9×10³ kg/m³，g=10N/kg）

Answer 1

9    不变    不变
分析：（1）将一个10^-3m³的冰块放入水中，冰块漂浮，根据F_浮=G求得冰块受的浮力；
（2）原来杯子内装满水，放入冰块后，冰块漂浮，杯内水深不变，根据液体压强公式p=ρgh判断杯底受到水的压强的变化情况，再根据p=判断对杯底的压力的变化情况．
（3）冰化成水后，冰熔化前后质量不变，冰排开水的体积与最终所化成的水的体积是相同的，这样不会影响整个水面的变化，因此，要从这一角度出发，利用浮力、密度、重力的公式进行分析．
解答：（1）冰块放入水中，冰块漂浮，则冰块受的浮力：
F_浮=G=mg=ρ_冰V_冰g=0.9×10³ kg/m³×10N/kg×10^-3 m³=9N，
（2）由题知，放入冰块后，冰块漂浮，杯内水深h不变，
∵p=ρgh，
∴杯底受到的水的压强不变，
∵p=，S不变，
∴杯底受到的压力将不变．
（3）∵冰块漂浮，
∴F_浮=G_冰，ρ_水V_排g=G_冰，V_排=，
∵冰熔化前后质量不变
∴G_冰=G_冰化水=ρ_水V_冰化水g，V_排=，和V_冰化水=相等
∴冰熔化前后水面不变．
故答案为：9；不变；不变．
点评：①液体对容器底的压力和压强，根据水深变化情况，要先分析液体对容器底的压强（p=ρgh）的变化情况、再分析液体对容器底的压力（F=ps）的变化情况．
②解答最后一空的关键有两点：一是冰化水质量不变，二是阿基米德原理和漂浮条件联合运用．