將一冰塊用細(xì)線拴住慢慢地浸入到容器內(nèi)的酒精中,并保持懸置狀態(tài)(如圖)。操作過程中記錄了如下現(xiàn)象:在冰塊浸入的過程中,臺秤的讀數(shù)逐漸變大;懸置一段時間后冰塊開始熔化,熔化過程中,容器內(nèi)液面逐漸下降,臺秤的讀數(shù)卻逐漸增大。在冰塊浸入與熔化的過程中,容器內(nèi)的液面與臺秤的讀數(shù)為什么會發(fā)生上述變化?請結(jié)合所學(xué)知識進(jìn)行解釋說明。(已知:冰的密度為0.9×103kg/m3,酒精的密度為0.8×103kg/m3;整個過程中無液體溢出。)
【考點】阿基米德原理.
【答案】在冰塊逐漸浸入酒精的過程中,冰塊受到向上的浮力,隨著排開酒精體積的增大,冰塊受到的浮力逐漸增大;由于力的作用是相互的,則冰塊對酒精的壓力也逐漸增大,而臺秤示數(shù)等于容器、酒精的總重力加上冰塊對酒精的壓力,所以臺秤示數(shù)也逐漸增大;
懸置一段時間后冰塊開始熔化,因為水的密度比冰大,且冰熔化成水時質(zhì)量不變,則根據(jù)密度公式ρ=可知熔化為水的體積小于冰的體積,所以液面下降;
冰在沒熔化時受到一個向上的拉力,而冰在熔化過程中重力減小,向上的拉力也減小,且臺秤示數(shù)等于容器、酒精、水和冰的總重力減去拉力,所以臺秤的讀數(shù)也會增大。
懸置一段時間后冰塊開始熔化,因為水的密度比冰大,且冰熔化成水時質(zhì)量不變,則根據(jù)密度公式ρ=
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冰在沒熔化時受到一個向上的拉力,而冰在熔化過程中重力減小,向上的拉力也減小,且臺秤示數(shù)等于容器、酒精、水和冰的總重力減去拉力,所以臺秤的讀數(shù)也會增大。
【解答】
【點評】
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