Question

11．如圖，這個8千克的實心球體，此時在20℃飽和食鹽水中漂浮（漂浮、懸浮、下沉），
（1）它受到的浮力有多大？（ρ_液=1.1×10³kg/m³）
（2）如果浸入的體積占物體體積的$\frac{4}{5}$，那么這個球的密度為多大？
（3）你有什么辦法能讓這個球再浮起來些嗎？

Answer 1

分析 由題圖得出實心球在食鹽水中的狀態．
（1）由于實心球漂浮，實心球受到的浮力等于其重力，利用F_浮=G=mg求解；
（2）當浸入的體積占物體體積的$\frac{4}{5}$，即V_排=$\frac{4}{5}$V，而F_浮=G，即ρ_液V_排g=ρ_球Vg，據此求實心球體的密度；
（3）讓這個球再浮起來，還是漂浮，受到的浮力不變，就要使球排開鹽水的體積變小，由F_浮=ρ_液V_排g可知，就要增大鹽水的密度．

解答 解：由圖知，實心球在食鹽水中漂浮．
（1）因為實心球漂浮，
所以實心球受到的浮力：F_浮=G=mg=8kg×10N/kg=80N；
（2）當浸入的體積占物體體積的$\frac{4}{5}$，即V_排=$\frac{4}{5}$V，
因為實心球漂浮，所以F_浮=G，
而F_浮=ρ_液V_排g，G=ρ_球Vg，
所以有：ρ_液V_排g=ρ_球Vg，
即：ρ_液×$\frac{4}{5}$Vg=ρ_球Vg，
所以，ρ_球=$\frac{4}{5}$ρ_液=$\frac{4}{5}$×1.1×10³kg/m³=0.88×10³kg/m³；
（3）要讓這個球再浮起來些，最終還是漂浮，受到的浮力不變，就要使球排開鹽水的體積變小，由F_浮=ρ_液V_排g可知，就要增大鹽水的密度；采取的方法：提高鹽水的溫度，再加鹽，從而增大食鹽水的密度．
故答案為：漂浮；
（1）實心球體受到的浮力為80N；
（2）如果浸入的體積占物體體積的$\frac{4}{5}$，那么這個球的密度為0.88×10³kg/m³；
（3）方法為：提高鹽水的溫度，再加鹽，從而增大食鹽水的密度．

點評 本題綜合考查了重力公式、密度公式、物體浮沉條件、阿基米德原理的應用，難點在第三問，關鍵是知道提高食鹽水的濃度可以增大食鹽水的密度．