用排水法求不规则物体的体积

不规则物体的体积用排水法测量:物体浸没在水中,上升那部分水的体积就是物体的体积,V=S×h上升V=S\times h_{上升}。

适用前提与边界条件

  1. 已掌握长方体体积公式 V=abhV=abh 和容积的意义
  2. 理解物体浸没在水中时,排开的水的体积等于物体的体积
  3. 知道排水法要求物体完全浸没且水不溢出

定义

不规则物体的体积:形状不规则、不能直接用公式计算的物体的体积。

排水法:把物体完全浸没在水中,通过测量水面上升(或排出)的水的体积,间接得到物体体积的方法。

方法

方法一:量筒直接读数

  1. 量筒装适量水,读数
  2. 放入物体(完全浸没),读数
  3. 物体体积

方法二:长方体容器计算

  1. 测出容器底面的长和宽,算底面积
  2. 记录放入物体前水面高度
  3. 放入物体(完全浸没),记录水面高度
  4. 物体体积:

典例精析

例 1 量筒中原有水 200 mL,放入一块石块后(完全浸没)水面升到 350 mL,求石块体积。

(mL)()。

例 2 一个长方体玻璃缸,从里面量长 10 cm、宽 5 cm,水面高 6 cm。放入一个铁块(完全浸没)后水面高 8 cm,求铁块体积。

底面积:()

上升高度:(cm)

铁块体积:()。

例 3 判断:把铁块放入水中,水面从 6 cm 升到 8 cm,铁块体积等于底面积乘 8 cm。

错。应乘上升的高度 (cm),不是总高度 8 cm。

例 4 判断:一块木块浮在水面上,用量筒就能直接测出它的体积。

错。木块浮着没有完全浸没,排开的水小于木块体积。要用细针把木块完全压入水中(针压法)才行。

对比

项目规则物体不规则物体
体积求法直接套公式 排水法间接测量
工具直尺量筒或长方体容器
思想公式计算等积变形(转化成水的体积)

一句口诀收尾:不规则物体莫发愁,排水法来解你忧;完全浸没水不溢,上升体积就是它。

正例与反例

✅ 正例

  • 量筒中水从 200 mL 升到 350 mL,石块体积 =350−200=150=350-200=150(mL)=150=150(cm3\text{cm}^3)
  • 长方体容器底面积 50 cm250\ \text{cm}^2,放入铁块后水面上升 2 cm,铁块体积 =50×2=100=50\times2=100(cm3\text{cm}^3)

❌ 反例

  • 用 50 cm250\ \text{cm}^2 乘水面总高度 10 cm(错:应乘上升的高度 2 cm)
  • 铁块只浸入一半就按排水量算体积(错:未完全浸没,结果偏小)

高频误解与考试易错

  • 物体未完全浸没:露在水面上的部分没有排水,测得的体积偏小
  • 误用水面上升后的总高度:应用「上升的高度」,即 h后−h前h_{后}-h_{前}
  • 水溢出后仍按上升高度算:溢出时排开的水还包括流出的部分

常见问题

排水法的原理是什么?
物体浸没在水中,会把原来占据那部分空间的水「挤走」,上升(或排出)的那部分水的体积就等于物体的体积。这是一种等积变形:把不规则物体的体积转化成规则的水的体积来量。
用长方体容器排水时怎么算?
物体的体积 == 容器底面积 ×\times 水面上升的高度,即 V=S×(h后−h前)V=S\times(h_{后}-h_{前})。注意一定是「上升的高度」,不是总高度。
什么东西不能用排水法?
会溶于水的(如盐、糖)、会吸水的(如海绵)、浮在水面浸不进去的(如木块,除非用针压法或悬坠法让它完全浸没)。

依据与出处

  • 人教版(2024 审定)五年级下册第三单元《长方体和正方体》(2026 春起使用)