M为什么实验室 · 小学数学
五、六年级 · 基础

水面升高,能告诉我们什么

先会:体积与容积、体积单位、底面积×高

一块形状不规则的石头,长、宽、高不好量。把它完全浸入水中,水面会升高,升高的这一层水就能帮忙。

石头占了多少空间

水槽内部是长方体,底面长 10 厘米、宽 8 厘米。石头放入前,水深 5 厘米;放入后,水深 7 厘米。

同一个水槽,石头完全浸没后水深由5厘米升到7厘米。

水面升高 7−5=2 厘米。石头挤占的空间等于升高的这一层的体积:10×8×2=160(立方厘米)。

10×8×7 算的是水和石头在水面以下合占的空间,不能全算成石头的体积。

先检查三个条件

石头必须完全浸没,不能有一半露出水面;石头不吸水、不溶解;水没有洒出或溢出。还要使用直壁容器,保证升高这一层的底面积不变。

如果水槽原本装满水,放入石头后把溢出的水全部接住,也可以量这部分水。溢出 160 毫升,对应石头体积 160 立方厘米。

“水面升高多少”和“溢出多少水”是两种测量办法,不要同时把两份数加起来。

换个宽水槽,石头变小了吗

同一块石头完全浸没,先放进底面积 80 平方厘米的直壁水槽,水面升 2 厘米;再放进底面积 160 平方厘米的水槽。其他测量条件相同,水面升多高?

看解释

石头体积是 80×2=160 立方厘米,不会随水槽改变。新水槽底面积是 160 平方厘米,上升高度为 160÷160=1 厘米。水面升得少,不代表石头小了。

自己试一试

  1. 配图中石头的体积是多少?
  2. 另一水槽底面积 120 平方厘米,放入完全浸没的铁块后水面升高 1.5 厘米,铁块体积是多少?
  3. 底面积 60 平方厘米的直壁水槽,放入体积 90 立方厘米的石头,完全浸没且不溢水,水面升高多少厘米?
  4. 装满水的容器放入完全浸没的玻璃球,收集到 35 毫升溢水。玻璃球体积是多少?
  5. 海绵放进水里会吸水,能直接用本课方法测它的体积吗?
  6. 一块石头只有一半浸在水里,算出的排水体积能当作整块石头的体积吗?

答案与说明

  1. 10×8×(7−5)=160 立方厘米。
  2. 120×1.5=180 立方厘米。
  3. 90÷60=1.5 厘米。
  4. 35 立方厘米,1 毫升=1 立方厘米。
  5. 不能直接这样算。海绵吸水、可能变形,水面变化不只由它挤占空间造成。
  6. 不能,排水体积只对应浸入水中的那部分。

动手验证

选不吸水、不溶解且能放进量杯的小石头。先读水的体积,再让石头完全浸没,保证没有洒水和溢水,记录第二次读数,两数之差就是石头体积。真实读数按实验填写;例如200毫升升到235毫升,体积为35立方厘米。

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