Question

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）

Answer 1

等于    0.55    向量筒内加水并搅拌，直到鸡蛋下沉
分析：（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．