Question

在研究物體的浮沉條件實驗中，張聰同學將雞蛋放入裝有密度為1.1×10³kg/m³鹽水的量筒中，如圖所示，雞蛋恰好能處于靜止狀態，測得雞蛋排開鹽水的體積是5×10^-5m³（g=10N/kg）
（1）該雞蛋的重力是多少？
（2）請說出使雞蛋下沉的可行方案．

Answer 1

【答案】分析：（1）因為雞蛋處于靜止狀態，所以雞蛋所受的重力等于浮力，根據阿基米德原理算出雞蛋的浮力即可得到雞蛋的重力；
（2）要讓雞蛋下沉，就需要使雞蛋所受的浮力減小，當浮力小于重力時，雞蛋就會下沉．根據阿基米德原理可知，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，應該給量筒中加水．
解答：解：（1）雞蛋受到的浮力是：F_浮=ρ_液gV_排=1.1×10³kg/m³×10N/kg×5×10^-5m³=0.55N，
因為雞蛋處于懸浮狀態，所以G=F_浮，
則雞蛋的重力：G=0.55N．
（2）由題意知，要讓雞蛋下沉，就需要減小雞蛋受到的浮力，當浮力小于重力時，雞蛋就會下沉．
 根據阿基米德原理F_浮=ρ_液gV_排可知，物體在液體中所受的浮力大小與液體的密度和排開液體的體積有關．當V_排不變時，F_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，應該向量筒中加水．當加水以后，鹽水的密度就會減小，雞蛋受到的浮力就會減小，雞蛋就會下沉．
答：（1）該雞蛋的重力是0.55N．
（2）向量筒內加水并攪拌，直到雞蛋下沉．
點評：本題主要考查學生對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_浮＞G；懸浮，F_浮=G；下沉，F_浮＜G．