在研究物体的浮沉条件时,将鸡蛋放入装有密度为1.1×103kg/m3盐水的量筒中,如图所示,鸡蛋处于悬浮状态,鸡蛋的密度________1.1×103kg/m3(填“大于”、“小于”或“等于”);若测得鸡蛋排开盐水体积为5×10-5m3,鸡蛋受到的浮力大小为________N;请说出使鸡蛋下沉的可行方案:________.(g=10N/kg)
试题答案
等于 0.55 向量筒内加水并搅拌,直到鸡蛋下沉
试题解析
(1)因为鸡蛋处于悬浮状态,所以鸡蛋排开的盐水体积和鸡蛋的体积相同,所受的重力等于浮力,根据阿基米德原理和G=mg=ρVg即可比较的重力鸡蛋的密度与盐水密度大小的关系;
(2)要让鸡蛋下沉,就需要使鸡蛋所受的浮力减小,当浮力小于重力时,鸡蛋就会下沉.根据阿基米德原理可知,在V排不变的情况下,减小盐水的密度就可以减小鸡蛋的浮力,而要减小盐水的密度,应该给量筒中加水.
解答:(1)鸡蛋的重力:G=mg=ρ鸡蛋V鸡蛋g,鸡蛋受到的浮力是:F浮=ρ液gV排,
因为鸡蛋处于悬浮状态,所以V鸡蛋=V排,G=F浮,
则ρ鸡蛋V鸡蛋g=ρ液gV排,
∴ρ鸡蛋=ρ液=1.1×103kg/m3,
(2)若V排=5×10-5m3,则:
鸡蛋受到的浮力是:F浮=ρ液gV排,=1.1×103kg/m3×10N/kg×5×10-5m3=0.55N,
(3)由题意知,要让鸡蛋下沉,就需要减小鸡蛋受到的浮力,当浮力小于重力时,鸡蛋就会下沉.
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体在液体中所受的浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关.当V排不变时,F浮与ρ液成正比,所以要减小鸡蛋的浮力,可减小盐水的密度,而要减小盐水的密度,应该向量筒中加水.当加水以后,盐水的密度就会减小,鸡蛋受到的浮力就会减小,鸡蛋就会下沉.
故答案为:等于;0.55;向量筒内加水并搅拌,直到鸡蛋下沉.
点评:本题主要考查学生对物体浮沉条件和阿基米德原理的掌握,一定要牢记物体的浮沉条件:上浮,F浮>G;悬浮,F浮=G;下沉,F浮<G.
