爱华网每当初春河开化时，我们都会发现河面上漂浮着很多冰排，那么当这些冰排融化后，河面将如何变化呢？我们可以把漂浮在河面上的冰排看作是漂浮在量杯中的冰块，计算冰块融化后量杯内液面示数的变化，并对冰中混有石子、汽泡、油滴、蜡块这四种情况加以讨论。 例：纯冰漂在水面的情形 水槽中装有体积为V的水，水面上漂浮着重为G的一块冰。求冰融化后，液面示数将如何变化？ 分析：设冰块的重力为G，其质量为m，所受浮力为，排开水的体积为，冰块的体积为，冰块未融化时液面以下的体积为，冰块融化成水的体积为，冰块融化后液面以下的体积为，水的密度为，冰的密度为。 在冰块未融化之前，由于冰块是漂浮在水面上的，故 也就是说，漂浮在水面上的冰排开水的体积恰好等于冰化成水的体积，所以冰融化后液面保持不变。从这道题可以看出当纯冰漂浮在水面时冰融化后液面不变化。但是漂浮的冰的内部混有其他物质时，液面将如何变化呢？下面我们对以下几种情况对该题进行讨论。 变试1： 冰中混有石子的情形 量杯中装有体积为V的水，水面上漂浮着重为G的一混有小石子的冰块，小石子的重力为。求冰融化后，液面示数将如何变化？ 分析：设冰块的总重力为G，其质量为m，纯冰部分重力为，所受浮力为，排开水的体积为，冰块的体积为，冰块未融化时液面以下的体积为，冰块融化成水的体积为，冰块融化后液面以下的体积为，水的密度为，冰的密度为，小石子的质量为，小石子的体积为，密度为。 在冰块未融化之前，由于冰块是漂浮在水面上的，故
也就是说,当冰块中含有石块时,冰块融化后液面下降。 当然，这道题除了计算以外，还有一种简便的解法。石块单独放入水中是要沉入水底的，但由于外面包裹了冰块而漂浮在水面上。我们可以看做是石块借助冰增加了自身的体积，从而增大了浮力使自身漂浮在水面上。当冰融化后这种凭借消失，浮力变小，石块下沉，排开水的体积变小，故液面下降。 变试2： 冰中混有汽泡的情形 量杯中装有体积为V的水，水面上漂浮着重为G的一混有汽泡的冰块，汽泡的重力为。求冰融化后，液面示数将如何变化？ 分析：设冰块的总重力为G，其质量为m，纯冰部分重力为，所受浮力为，排开水的体积为，冰块的体积为，冰块未融化时液面以下的体积为，冰块融化成水的体积为，冰块融化后液面以下的体积为，水的密度为，冰的密度为，汽泡的质量为，汽泡的体积为，密度为。 在冰块未融化之前，由于冰块是漂浮在水面上的，故 故液面下降。 也就是说，当冰块中含有汽泡时，冰块融化之后气体释放，液面下降。我们可以将冰块、水、汽泡看作一个整体。由于纯冰化成水后液面不变，当冰块中含有汽泡时，冰块融化之后气体要从整体中释放出去，故液面下降。 变试3： 冰中混有油滴的情形 量杯中装有体积为V的水，水面上漂浮着重为G的一混有油滴的冰块，油滴的重力为。求冰融化后，液面示数将如何变化？ 分析：设冰块的总重力为G，其质量为m，纯冰部分重力为，所受浮力为，排开水的体积为，冰块的体积为，冰块未融化时液面以下的体积为，冰块融化成水的体积为，冰块融化后油平铺于水面总体积为，水的密度为，冰的密度为，油滴的质量为，油滴的体积为，密度为。 在冰块未融化之前，由于冰块是漂浮在水面上的，故 量杯中装有体积为V的水，水面上漂浮着重为G的一混有蜡块的冰块，如图3所示。蜡块的重力为。求冰融化后，液面示数将如何变化？ 分析：设冰块的总重力为G，其质量为m，纯冰部分重力为，所受浮力为，排开水的体积为，冰块的总体积为，冰块未融化时液面以下的总体积为，冰块融化成水的体积为，冰块融化后蜡块仍然漂浮，所受浮力为，冰块融化后蜡块在液面以下的体积为，液面以下的总体积为，水的密度为，冰的密度为，蜡块的质量为，蜡块的体积为，密度为。 在冰块未融化之前，由于冰块是漂浮在水面上的，故 由于蜡块无需借助冰块也能漂浮在水面上，所以冰的融化对蜡块没有影响，故冰融化后液面不变。 结论：我们对上题及其几个变式比较后不难发现这样的结论：纯冰漂浮在水面上融化后液面不变，当冰中混有石子或汽泡时融化后液面下降，当冰中混有油滴时融化后液面上升，当冰中混有蜡块时融化后液面不变。 在解决浮力习题中的液面变化问题时，首先要对所研究对象的初始状态进行受力分析，列出平衡方程。根据阿基米德原理将方程展开。然后再分析当条件变化后的情形，并对两种情形加以比较，或进行相关的讨论得出结论。同时要注意分析所得结论的物理意义以及与实际生活之间的联系。除了理论计算分析以外，还可以用一些简便方法分析，即从定性的角度加以分析比较。在分析了基本问题的基础上，再对该问题采用变换题设条件的方式进行变式，从而对该问题进行进一步拓展。
