浮力专题：液面升降问题.doc

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1、浮力专题：液面升降问题一、判断液面升降方法：比较V排的变化物体浸在液体中，若浮力变大，排 变大，液面 ；若浮力变小，则排变小，液面 ；若浮力不变，则排 不变，液面 。（填“上升”或“下降”或“不变”）1、如图所示，将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形，分别放入相同的甲、乙两杯水中静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力_(填“大于”“小于”或“等于”)乙杯中橡皮泥所受的浮力，杯中水面_2、（1）如图所示，小船和石块一起漂浮在水中，将石块（或金属块）从船中取出放入水中后，水面 。（2）如图2所示，在一较大容器的水面上放一木块，木块上面放一个体积为1dm3、重7.84N的物体，此时木块漂浮如果将物体从木块上拿

2、下并放入水中，当木块和物体都静止时，容器中的水面将（ ）上升 下降 不变 无法判断3、将冰块分别放在水、盐水和煤油（或酒精）中，冰块完全熔化后，判断液面的变化。1）冰块放在水中，漂浮，熔化后，液面 。2）冰块放在盐水中，漂浮，熔化后，液面 。3）冰块放在煤油（或酒精）中，沉底，熔化后，液面 。4、冰块内包有一个木块漂浮在水面上，冰块熔化后，水面 。5、冰块内包有一个石块（石块密度大于水的密度）漂浮在水面上，冰块熔化后，石块 （填浮沉状况），则水面 。检测：1（1）在图中，容器内装有一定量的水，水面上浮有木块甲，在甲上放有铁块乙，甲与乙之间用细绳相连，当木块翻转，铁块乙没入水中时，则（ ）A容器

3、内液面高度一定不变 B容器内液面高度一定降低C容器内液面高度一定升高 D容器内液面高度先升高后降低（2）现将绳子剪断，当木块和铁块都静止后，下列分析正确的是（ ）A铁块沉底，木块漂浮 B水面下降，容器底受到水的压强变小C桌面受到的压力变小 D桌面受到的压强不变2重为5N的木块A，在水中处于静止状态，此时绳子的拉力为3N，若绳子突然断了，水面 （填“上升”或“下降”或“不变”），最终木块所受浮力为 ，水对容器底的压力 （填“增加”或“减小”）了 。二、液面升降的定量计算1、容器底面积S，盛有适量水，柱形木块底面积S0，放入水中，水面上升h，则木块排开液体的体积V排= 。现向容器中加水，水面又升高

4、h1，则木块排开液体的体积V排= ，加入水量V水= 。*若木块被按压又下降h（水未溢出），则水面升高高度h2= 。2、将木块（密度为，底面积S0，高为h0）立放于容器中（容器底面积S0），向容器中加水（，密度为水），水面高度为h，木块未浮起，则V排= ，加入水量V水= 。当木块恰好漂浮时，水面高度h水= 。练习：1、1如图所示，不计外壁厚度且足够高的柱形容器置于水平桌面上，容器的底面积为150cm2现将一边长为0.1m、质地均匀的正方体物块放在容器底部，当缓慢持续地向容器中注入400cm3的水时，物块对容器底部的压力恰好为零求：（1）水对容器底部的压强是多少？（2）物块受到水的浮力是多少？（3

5、）再次向容器中缓慢注水，当容器中水的深度达到12cm时停止注水，第二次注入水的质量是多少？2一个密度为0.6103kg/m3的木块，体积为0.02 m3，用绳子系在底面积为1000cm2的柱形容器底，使木块完全没入水中，如图所示。求：(1)此时木块所受的浮力是多少？(2)绳子的拉力是多少？(3)剪断绳子，木块静止后，容器底所受压强改变了多少？3如图所示，密度为06103kg/m3，体积为10-3m3的正方体木块，用一条质量可忽略不计的细绳，两端分别系在木块底部中心和柱形容器的中心。细绳对木块的最大拉力为3N，容器内有一定质量的水，木块处于漂浮状态，但细绳仍然松软，对木块没有拉力。求： (1)木

6、块露出水面的体积有多大? (2)向容器内注水(容器容量足够大)直至细绳对木块的拉力达到最大值，在细绳处于断裂后一瞬间，停止注水。此时木块浸入水中的体积多大? (3)细绳断裂后，木块再次漂浮，若柱形容器底面积为210-2m2，此时容器里的水面与细绳断裂前的瞬间的水面相比，高度变化了多少?容器底部受到的压强变化了多少？(取g=10Nkg)4如图所示，底面积为200cm2的容器底部有一固定轻质弹簧，弹簧上方连有一边长为10cm的正方体木块A，容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口，当容器中水深为20cm时，木块A有的体积浸在水中，此时弹簧恰好处于自然状态，没有发生形变（不计弹簧受到的浮力，g取10

7、N/kg）求：（1）此时容器底部受到的水的压强；（2）木块A的密度；（3）向容器内缓慢加水，直至木块A刚好完全浸没水中，立即停止加水，弹簧伸长了3cm，求此时弹簧对木块A的作用力F1是多大？容器底部受到水的压强变化了多少？5（5分）如图，将含有一空心铝球的冰块投入平底水槽中，冰块内空心铝球的体积V铝=10cm3，当冰块（含空心铝球）悬浮时，排开水的体积V排=45cm3冰全部熔化后，浸没在水中的空心铝球沉入水底，已知冰的密度冰=0.9103kg/m3，求：（1）冰块（含空心铝球）在水中悬浮时的重力；（2）空心铝球最终对水槽底部的压力大小6如图所示，底面积为210（2米2的圆柱形平底薄壁水槽放在水

8、平地面上，一装有金属球的小盆漂浮在水槽的水面上，小盆的质量为1千克，金属球的质量为1.6千克，金属球的体积为0.210（3米3。若把金属球从盆中拿出并放入水槽中后，小球沉入水底，求容器对水平地面压强的变化量。求水对水槽底部的压强变化量。7如图甲所示，一个底面积为50 cm2的烧杯装有某种液体，把重2.4N的小石块放在木块上,静止时液体深h1；如图乙所示，将小石块放入液体中，液体深h2=12 cm，石块对杯底的压力F=1.6N；如图丙所示，取出小石块后（假设没有液体带出）, 液体深h3=10cm。求：（1）小石块的密度；（2）液体的密度；（3）h1的深度 。（g取10N/kg） 8.下面是小明自

9、制“浮力秤”的装置图（如图）和使用说明书已知水的密度为水，秤盘中未放物体时浮体的圆柱体侵入水中的深度为h0，请根据上述内容和条件解答：（1）在图中画出未称物体时，浮体在水中沿竖直方向受力的示意图；（2）推倒出被称物体质量m与浮体的圆柱体浸入水中深度h之间的关系式；（3）求出要使此“浮力秤”能够达到最大称量值，使用前应在外筒中至少加入的水的质量9下图是常见的厕所自动冲水装置原理图，水箱内有质量m1=0.4kg，体积V1=310-3m3的浮筒P，另有一厚度不计，质量m2=0.2kg，面积S2=810-3m2的盖板Q盖在水箱底部的排水管上，用细线将P、Q连接，当供水管上流进水箱的水使浮筒刚好浸没时，

10、盖板Q恰好被拉开，水通过排水管流出冲洗厕所，当盖板Q恰好被拉开的瞬间，求：（1）浮筒受到的浮力大小。（2）细线对浮筒P的拉力大小。（3）水箱中水的深度。10底面积为400cm2的圆柱形容器内装有适量的水，将其竖直放在水平桌面上，把边长为10cm的正方体木块A放入水后，再在木块A的上方放一物体B，物体B恰好没入水中，如图（a）所示已知物体B的密度为6103kg/m3质量为0.6kg（取g10N/kg）求：（1）木块A的密度（2）若将B放入水中，如图（b）所示，求水对容器底部压强的变化 （a） （b） 11如图所示，把甲铁块放在木块上，木块恰好浸没于水中，把乙块系在这个木块下面，木块也恰好浸没水中

11、，已知铁的密度为7.9103kg/m3求：甲、乙铁块的质量比12一个圆柱形容器放在水平桌面上，如图甲所示，容器中立放着一个均匀实心圆柱体M。现慢慢向容器中加水，加入的水对容器底的压强p水与所加水的质量m的关系如图丙所示，在整个过程中无水溢出，M的底面始终与容器中的水面平行。当加入的水等于3kg时，物体M刚好漂浮且露出水面的高度为4cm，如图乙所示（已知水=1.010kg/m3）。求：（1）圆柱体M刚好漂浮时容器中水的深度h；（2）圆柱体M的密度；（3）圆柱形容器的内底面积S。【浮力与密度实验练习】1用图所示的方法可以粗测出橡皮泥的密度请你将李明同学测橡皮泥密度的实验步骤补充完整，并用测得的物理

12、量表示出橡皮泥密度的表达式实验步骤：（1）将适量的水倒入烧杯中，用刻度尺测出烧杯中水的深度h1（2）将橡皮泥捏成球状后放入烧杯中（如图甲所示），用刻度尺测出此时烧杯中水的深度h2（3） 橡皮泥密度的表达式： 2小红的妈妈有一只翠玉手镯，她想知道手镯的密度。现在只有如下器材：一个水槽和足量的水、细线、刻度尺、一个正方体木块。请你按照下面的实验设计思路，把实验步骤补充完整，并利用测量中的表示符号和水的密度水，写出测量翠玉手镯密度的数学表达式。实验步骤：水槽中装入适量水，将木块放入水槽中，用刻度尺测出木块下表面到水面的距离h1；将手镯放于木块上，如图所示，用刻度尺测出木块下表面到水面的距离h2； 。

13、翠玉手镯密度的数学表达式：= 。3如图，小明自制土密度计并测定盐水的密度实验器材：刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水实验步骤：在竹筷的一端缠上适量细铅丝，制成土密度计用刻度尺测出竹筷的长度L把土密度计放入盛水的烧杯中，静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h1（如图所示）_请将上面实验步骤补充完整并回答下列问题：（水1.0gcm3）（1）竹筷一端缠上铅丝，是为了_（2）密度计是利用_条件工作的被测液体的密度越大，密度计排开液体的体积_（选填“越小”或“越大”）（3）被测盐水的密度表达式：盐水_（不计铅丝体积）（4）小明计算得出盐水的密度为1.05gcm3，已知烧杯中盐水的体积为400c

14、m3，盐的密度为2.6gcm3，则盐水中含盐_g（盐放入水中溶解后，盐和水的总体积不变）参考答案一、判断液面升降上升；下降；不变1、小于 上升 2、下降 C 3、不变 上升 下降 4、不变5、沉底 下降检测：1、（1）A （2）ABD 2、下降 5N 减小 3N二、液面升降的定量计算1、V排=Sh V排= Sh V水=Sh1， h2=2、V排= S0h V水=（S-S0）h h水= 练习：1（1）8102Pa；（2）8N；（3）0.6kg【解析】试题分析：（1）正方体物块的底面积为：S1=10cm10cm=100 cm2，容器中水的深度是：h=V/S=400cm3/（150cm2-100cm2

15、）=8cm，水对容器底部的压强是p=水gh=1.0103kg/m310N/kg0.08m=8102Pa；（2）物块排开水的体积是V排=S1 h=100cm28cm=800cm3，物块受到水的浮力是：F浮=水V排g=1.0103kg/m310N/kg8104m3=8N；（3）再次注入水的体积是V水=S容（h1h）=150cm2（12cm8cm）=600cm3，由=m/V可得：再次注入水的质量m=水V水=1.0103kg/m3600106m3=0.6 kg。21)此时木块所受的浮力是200N(2)绳子的拉力是80N;(3)剪断绳子，木块静止后，容器底所受压强改变了800Pa。【解析】试题分析：(1

16、)木块所受的浮力;(2)木块的质量0.6103kg/m30.02 m3=12kg木块受到的重力G=mg=12kg10N/kg=120N绳子的拉力F=F浮-G=200N-120N=80N；(3)剪断绳子，木块静止后，木块处于漂浮状态，此时受到的浮力F/浮=G=120N，此时木块排开水的体积0.012 m3木块排开水的体积减少了0.02 m3-0.012 m3=0.008 m3液面下降的深度为=0.08m容器底所受压强改变了p=gh=1.0103kg/m310N/kg0.08m=800Pa考点：浮力和压强的计算3解：(1) 木块漂浮，F浮=G木=木gV木=06103kg/m310 Nkg10-3m

17、3=6N(1分)V排=610-4m3 （1分）V露=V木V排=10-3m3610-4m3=410-4m3 (1分)（2）当F拉=3N时，F浮=G木=6N=3N=9N(1分)V排=910-4m3(1分)（3）木块再次漂浮，V排= V排=610-4m3(1分)V排 = V排V排=910-4m3610-4m3(1分)由于V排V排所以水面下降(1分)h=1510-2m(1分)P=木gh=1.0103kg/m310 Nkg1510-2m =150Pa4（1）此时容器底部受到的水的压强为2103Pa；（2）木块A的密度为0.4103kg/m3；（3）此时弹簧对木块A的作用力F1是6N；容器底部受到水的压强

18、变化了900Pa【解析】试题分析：（1）容器底部受到水的压强p=水gh=1103kg/m310N/kg0.2m=2103Pa； （2）弹簧恰好处于自然状态时没有发生形变F浮=G水gV排=木gV木木=水=0.4103kg/m3；（3）木块A刚好完全浸没水中F1=F浮G=水gV木gV=1103kg/m310N/kg103m30.4103kg/m310N/kg103m3=6N； h=10cm+3cm=9cm=0.09m；p=水gh=1103kg/m310N/kg0.09m=900Pa考点：液体的压强的计算；物体的浮沉条件及其应用点评：此题考查了学生对液体压强的大小及其计算，密度的计算，浮力的计算等，

19、此题中还有弹簧对木块的拉力，总之，此题比较复杂，稍有疏忽，就可能出错，因此是一道易错题要求同学们审题时要认真、仔细5（1）0.45N；（2）0.035N【解析】试题分析：（1）冰块（含空心铝球）完全浸没时受到的浮力：F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg45106m3=0.45N；由于冰块（含空心铝球）处于悬浮，则冰块（含空心铝球）重力G=F浮=0.45N；（2）冰的体积V=V排V铝=45cm310cm3=35cm3=35106m3，由=m/V和G=mg得冰的重力：G=mg=冰Vg=0.9103kg/m310N/kg35106m3=0.315N；空心铝球的重力：G球=GG冰=0.4

20、5N0.315N=0.135N；由于空心铝球沉在底部，则受到的浮力：F浮=水gV排=水gV铝=1.0103kg/m310N/kg10106m3=0.1N；对水槽底部的压力：F=GF浮=0.135N0.1N=0.035N。【考点定位】物体的浮沉条件及其应用；浮力大小的计算18（1）6cm （2）0.6103 kg/m3（3）0.1m2【解析】试题分析：（1）当加入的水m水=3kg时，p水=0.6103Pa，由p=gh可得，水的深度（2）由于物体M刚好漂浮且露出水面的高度为4cm，则物体M的高度H=h+h露=6cm+4cm=10cm；由漂浮条件可知：F浮=G，即：水V排g=物V物g，则水Sh浸g=

21、物SHg，所以；（3）由于加入的水等于7kg与3kg时压强分别为1.0103Pa、0.6103Pa，得：【考点定位】液体压强 浮力 压强计算6p容0 ； F浮水g V排 水g V球 1.0103千克/米39.8牛/千克0.210（3米31.96牛，F水G球F浮1.6千克9.8牛/千克1.96牛13.72牛，p水F水/S=13.72牛/210（2米2=686帕。【解析】试题分析：金属球从盆中拿出前，容器对水平地面的压力等于容器、容器内的水、小盆和金属球的重力之和，金属球从盆中拿出并放入少水槽后，容器对水平地面的压力也等于容器、容器内的水、小盆和金属球的重力之和，故压力不变，受力面积不变，所以容器

22、对水平地面压强压强不变，变化量p容0。 由题意知：前后水对水槽底部的压力变化量的大小等于小球的重力减去小球浸没时受到的浮力。而F浮水g V排 水g V球 1.0103kg/m39.8N/kg0.210（3m31.96N，压力的变化量F水G球F浮1.6kg9.8N/kg1.96N13.72N，压强的变化量p水F水/S=13.72N/210（2m2=686Pa。考点：压强与浮力的综合计算7（1）2.4103kg/m3 （2）0.8103Kg/m3 （3）16cm【解析】试题分析：（1）由乙、丙图可知V石S（h2h3）=50 cm2（12cm-10cm）=100cm3=10-4 m3 1分m石=G石

23、/g=2.4N/10N/kg=0.24kg240g 1分石m石/V石240g/100cm3=2.4g/cm3=2.4103kg/m3 1分（2）乙图时F石浮G石F支2.4N1.6N0.8N 2分F石浮液gV石0.8N液F石浮/gV石=0.8N/（10N/kg10-4m3）= 0.8103Kg/m3 1分（3）甲图时石块和木块受到的总浮力为：F浮总G石+G木乙图时石块和木块受到的总浮力为：F/浮总G石F支+G木则F浮总= F浮总F/浮总F支1.6N 2分液gSh=1.6Nh=1.6N/（液gS）=1.6N/（0.8103Kg/m310N/kg5010-4m3）=0.04m=4cmh1= h2+h

24、=12cm+4cm=16cm 1分考点：密度的计算；浮力大小的计算点评：本题考查了学生分析获得所给图中信息，利用浮沉条件和密度公式解决问题的能力，要求灵活选用公式，求出液体密度是本题的关键,属于难题。89（1）30N；（2）26N；（3）0.3m【解析】试题分析：浮筒浸没时V排=V1=310-3m3浮筒受到水的浮力为：F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg310-3m3=30N（3分）：对浮筒P进行受力分析可知，细线对浮筒的拉力为：F=F浮-G1=30N-0.4kg10N/kg=26N（2分）：对盖板进行受力分析可知，当盖板被拉开的瞬间盖板受到水的压力为：F压=FG2=26N-0.

25、2kg10N/kg=24N（1分）此时盖板受到水的压强为：P2=F压/S2=24N/810-3m2=3103pa（1分）水箱中水的深度为：h=p2/水g=3103pa/1.0103kg/m310N/kg=0.3m（2分）考点：浮力大小的计算；力的合成与应用；阿基米德原理点评：本题考查了学生对阿基米德原理、液体压强公式、压强定义式的掌握和运用，能对浮筒和盖板进行受力分析得出相应的关系式是本题的关键10A物体密度为0.5103kg/m3液体对容器底压强减少了125Pa【解析】已知：S400cm20.04m2，A边长a10cm0.1m，B6103kg/m2，mB0.6kg求：（1）pA；（2）p解

26、（1）VB0.1103m3图（a）A、B共同悬浮：F浮AF浮BGAGB公式展开：水g（VAVB）水gVAmBg其中VA（0.1m）31103m3A代入数据：AA0.5103kg/m3（2）B放入水中后，A漂浮，有一部分体积露出水面，造成液面下降A漂浮：F浮AGA水gVA排AgVAVA排0.5103m3液面下降h0.0125m液面下降p水gh1.0103kg/m310N/kg0.0125m125Pa【答案】甲、乙铁块质量比为11.【解析】解 甲在木块上静止：F浮木G木G甲 乙在木块下静止：F浮木F浮乙G水G乙 不要急于将公式展开而是尽可能简化 F浮乙G乙G甲水g V乙铁g V乙铁g V甲先求出甲

27、和乙体积比铁V甲（甲乙）V乙质量比：12（1）6cm （2）0.6103 kg/m3（3）0.1m2【解析】试题分析：（1）当加入的水m水=3kg时，p水=0.6103Pa，由p=gh可得，水的深度（2）由于物体M刚好漂浮且露出水面的高度为4cm，则物体M的高度H=h+h露=6cm+4cm=10cm；由漂浮条件可知：F浮=G，即：水V排g=物V物g，则水Sh浸g=物SHg，所以；（3）由于加入的水等于7kg与3kg时压强分别为1.0103Pa、0.6103Pa，得：【考点定位】液体压强 浮力 压强计算【浮力与密度实验练习】1将橡皮泥捏成小船状，放在烧杯中，橡皮泥漂浮，测出此时水的深度h3；=【

28、解析】试题分析：设烧杯的底面积是S，烧杯中倒入水时，用刻度尺测出烧杯中水的深度h1，可以求出水的体积当橡皮泥捏成球形放入烧杯，用刻度尺测出此时烧杯中水的深度h2，可以求出水和橡皮泥的总体积求出橡皮泥的体积把橡皮泥捏成船状漂浮在水面上，测出此时水的深度h3，可以求出船状橡皮泥排开水的重力，即船状橡皮泥受到的浮力，船状橡皮泥漂浮在水面上，船状橡皮泥受到的浮力等于橡皮泥的重力，求出橡皮泥的质量知道橡皮泥的质量和体积，求出橡皮泥的密度解：测量橡皮泥的质量：把橡皮泥捏成小船状，放在烧杯中，橡皮泥漂浮，测出此时水的深度h3，橡皮泥漂浮在水面上受到的浮力等于重力，所以G=F浮=水gV排，设烧杯的底面积为S，

29、船状橡皮泥排开水的体积为：V排=S（h3 h1），所以G=F浮=水gS（h3 h1），所以橡皮泥的质量为：m=水S（h3 h1），橡皮泥的体积：设烧杯的底面积是S，烧杯中倒入水时，用刻度尺测出烧杯中水的深度h1当橡皮泥捏成球形放入烧杯，用刻度尺测出此时烧杯中水的深度h2橡皮泥的体积为：V=S（h2 h1），橡皮泥的密度：=故答案为：将橡皮泥捏成小船状，放在烧杯中，橡皮泥漂浮，测出此时水的深度h3；=【点评】利用漂浮条件和阿基米德原理和漂浮条件测量橡皮泥的质量，这是本题的关键，由于烧杯的横截面积比较大，测量的体积和质量都不太准确，此方法只能粗略测量2. 【解析】试题分析：要测量手镯的密度需要测量

30、手镯的质量和体积，根据密度公式求出手镯的密度本题中既没有测力或质量的大小的工具，也没有直接测体积的工具，只有一把测长度的刻度尺。所以本题的关键器材是正方体的木块。因为木块是漂浮的，所以可以利用浮力的知识解决问题。木块漂浮在水面上，木块受到的浮力等于木块的重力；手镯放在木块上也是漂浮的，总体浮力等于总体的重力这样就可求出手镯的重力，求出手镯的质量手镯在木块上面和在木块下面，总重相同，总体漂浮在水面上，浮力相同，排开水的体积相同，根据排开水的体积相同，求出手镯的体积。具体操作方法是：（如下图所示）水槽中装入适量水，将木块放入水槽中，用刻度尺测出它的下表面到水面的距离h1，如图甲；将手镯放在木块上，

31、用刻度尺测出木块的下表面到水面的距离h2，如图乙；用细线将手镯系在木块下方，然后放入水中，用刻度尺测出木块的下表面到水面的距离h3，如图丙设木块的底面积为S。如图甲，木块漂浮在水面上：G木=F浮=水gV排=水gSh1，G木=水gSh1-如图乙，手镯放在木块上，手镯和木块还是漂浮在水面上：G手+G木=F浮=水gV排=水gSh2，-，-得，手镯的重力：G手=水gS（h2-h1），手镯的质量：m手=水S（h2-h1），如图丙，手镯吊在木块的下端，手镯和木块仍然漂浮在水面上：G手+G木=F浮=水gV排=水g（Sh3+V手），图乙和图丙中浮力的大小是不变的。所以，水gSh2=水g（Sh3+V手），所以，

32、手镯的体积为：V手=S（h2-h3），手镯的密度：考点：固体的密度测量实验；阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用。3把土密度计放入盛盐水的烧杯中，静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h2（1）使竹筷能够竖直漂浮在液体中（2）漂浮越小（3）（4）32.5【解析】（1）在竹筷下缠上铅丝，竹筷重心降低，能使竹筷竖直漂浮在液体中（2）密度计是利用物体漂浮条件制成的；由于F浮液gV排，且F浮不变，故液体密度越大，密度计排开液体的体积越小（3）因为在两种液体中密度计始终是漂浮的，浮力都等于密度计的重力，所以：F浮1F浮2水gV排1盐水gV排2水g（Lh1）S盐水g（Lh2）S水（Lh1）盐水（Lh2）（4）m总盐水V总1.05gcm3400cm3420gV水V盐V总m水m盐m总代入数据，解得m盐32.5g 16