本篇主要讲解求浸入水中的物体的体积及相关计算。
浸入水中的物体的体积=变化的水的体积,水的变化又分三种情况:上升、下降、溢出。
即 V浸物=V变水(上升、下降、溢出)
在实际计算中,通常有两种算法:
1、长×宽×高度差
2、体积差
一般地, 如果已知水面前、后高度或高度差时,用公式1;如果已知水的体积时,用公式2。
除了求物体的体积,有时也会求水的体积或 水的变化情况(上升、下降高度或溢出体积)。
V水、V浸物、V水+物三者的关系一定要搞清楚:
V水=V水+物-V浸物 V浸物=V水+物-V水 V水+物=V水+V浸物
求水的上升、下降高度,用体积÷底面积,即h=V变水÷S底=V浸物÷S底
求水的溢出体积有两种算法:
1、水和物体的总体积-容器的容积 V溢=V水+物-V容
2、物体体积-容器剩余空间 V溢=V浸物-V容余
第二种更简单,但第一种更好理解。打个比方,一个箱子最多能装20个苹果,现在有30个苹果,先装了10个,问装满后还剩几个苹果?第一种方法,就相当于用总苹果数-箱子容纳苹果数30-20,而不管它究竟先装了几个(对应容器中原来有多少水);第二种方法则相当于把苹果分成两部分,先装的10个和剩下的20个,用剩下的-还能装的20-10.
下面来看下具体的例子:
1、长方体容器长40cm,宽30cm,高50cm,水面高20cm,放入一铁块后(完全浸没),水面高25cm,求铁块体积。
方法一:长×宽×高度差 40×30×(25-20)=6000(cm³)
方法二:体积差 40×30×25-40×30×20=6000(cm³)
2、长方体容器长40cm,宽30cm,高50cm,装有30L水,放入一铁块后(完全浸没),水面高30cm,求铁块体积。
30L=30000cm³
方法一:长×宽×高度差
水面原来高度 30000÷(40×30)=25(cm)
铁块体积 40×30×(30-25)=6000(cm³)
方法二:体积差 40×30×30-30000=6000(cm³)
3、长方体容器长40cm,宽30cm,高50cm,放入一个6000cm³铁块后(完全浸没),水面高25cm,求容器中原来水的体积。
V水=V水+物-V浸物
40×30×25-6000=24000(cm³)
也可先求变化的水的高度,进而求出原来水的高度,再求水的体积,较复杂,此处不再赘述。
4、长方体容器长40cm,宽30cm,高50cm,水面高20cm,放入一个6000cm³铁块后(完全浸没),水面怎么变化?
h=V变水÷S底=V浸物÷S底
6000÷(40×30)=5(cm) 水面升高5cm
5、长方体容器长40cm,宽30cm,高50cm,水面高45cm,放入一个8000cm³铁块后,求溢出水的体积。
方法一:V溢=V水+物-V容
40×30×45+8000-40×30×50=2000(cm³) 2000cm³=2000mL
方法二:V溢=V浸物-V容余
8000-40×30×(50-45)=2000(cm³) 2000cm³=2000mL