Question

6．在研究物體的浮沉條件實(shí)驗(yàn)中，張聰同學(xué)將質(zhì)量為55g的雞蛋放入裝有鹽水的量筒中．如圖所示，雞蛋恰好能處于靜止?fàn)顟B(tài)，測(cè)得雞蛋排開(kāi)鹽水的體積是50cm³（g=10N/kg）
（1）該雞蛋的重力是多少？
（2）該雞蛋的密度是多少？
（3）該雞蛋在鹽水中受到的浮力多大？
（4）量筒中鹽水的密度是多少？
（5）請(qǐng)說(shuō)出使雞蛋下沉的可行方案．

Answer 1

分析 （1）已知雞蛋的質(zhì)量．利用G=mg計(jì)算重力；
（2）雞蛋懸浮，其體積等于排開(kāi)鹽水的體積，利用ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算雞蛋的密度；
（3）因?yàn)殡u蛋處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以雞蛋所受的重力等于浮力；
（4）雞蛋懸浮，密度與鹽水的密度相同；
（5）要讓雞蛋下沉，就需要使雞蛋所受的浮力減小，當(dāng)浮力小于重力時(shí)，雞蛋就會(huì)下沉．根據(jù)阿基米德原理可知，在V_排不變的情況下，減小鹽水的密度就可以減小雞蛋的浮力，而要減小鹽水的密度，應(yīng)該給量筒中加水．

解答 解：
（1）雞蛋的質(zhì)量m=55g=0.055kg，
所受重力：G=mg=0.055g×10N/kg=0.55N；
（2）雞蛋處于懸浮狀態(tài)，雞蛋的體積：V=V_排=50cm³=5.0×10^-5m³，
雞蛋的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.055kg}{5.0×1{0}^{-5}{m}^{3}}$=1.1×10³kg/m³；
（3）雞蛋處于懸浮狀態(tài)，所受浮力：F_浮=G=0.55N；
（4）因?yàn)殡u蛋在鹽水中處于懸浮狀態(tài)，
所以鹽水的密度：ρ_鹽水=ρ_雞蛋=1.1×10³kg/m³；
（5）由題意知，要讓雞蛋下沉，就需要減小雞蛋受到的浮力，當(dāng)浮力小于重力時(shí)，雞蛋就會(huì)下沉．
 根據(jù)阿基米德原理F_浮=ρ_液gV_排可知，當(dāng)V_排不變時(shí)，F(xiàn)_浮與ρ_液成正比，所以要減小雞蛋的浮力，可減小鹽水的密度，而要減小鹽水的密度，應(yīng)該向量筒中加水．當(dāng)加水以后，鹽水的密度就會(huì)減小，雞蛋受到的浮力就會(huì)減小，雞蛋就會(huì)下沉．
答：（1）雞蛋的重力是0.55N
（2）雞蛋的密度為1.1×10³kg/m³；
（3）雞蛋所受浮力是0.55N；
（4）量筒中鹽水的密度是1.1×10³kg/m³；
（5）向量筒內(nèi)加水并攪拌，直到雞蛋下沉．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查學(xué)生對(duì)物體浮沉條件和阿基米德原理的掌握，一定要牢記物體的浮沉條件：上浮，F(xiàn)_浮＞G；懸浮，F(xiàn)_浮=G；下沉，F(xiàn)_浮＜G．