Question

我们来对物体浮沉现象进行探究把一截圆柱体蜡烛竖直放入水中，发现蜡烛漂浮在水面上（如图所示）．
（1）若要使蜡烛处于悬浮状态，应该加入适量的食盐还是加入适量的酒精？请说明理由．
（2）蜡烛漂浮在水中时，测得露出水面的体积为总体积的，求蜡烛的密度是多大．

Answer 1

【答案】分析：题目考查了物体的浮沉条件，现蜡烛处于漂浮状态，要让蜡烛出于悬浮状态，可以让液体密度减小，也就是加入适量的酒精．而在第二问中求蜡烛的密度，利用蜡烛处于平衡状态，浮力大小等于重力大小，以及V_物和V_排的关系，便可求出蜡烛与水密度的关系，进而求出蜡烛的密度．
解答：解：（1）要使蜡烛悬浮于水中，应向杯中加入适量的酒精．因为酒精的密度小于水，
加入酒精后，液体密度趋近于蜡烛，达到ρ_液=ρ_蜡时，蜡烛便可处于悬浮状态．
（2）设蜡烛的密度为ρ_蜡，体积为V_蜡，依题意有
V_排=（1-），①
F_浮=ρ_水gV_排，②
G_蜡=ρ_蜡gV_蜡，③
蜡烛浮于水中时，根据二力平衡条件：
F_浮=G_蜡，④
把①②③代入④得，

答：（1）应加入酒精，因为酒精密度小于水，当加入酒精后使液体密度等于蜡烛的密度，蜡烛便可处于悬浮状态；
（2）蜡烛的密度为ρ_蜡=0.9×10³kg/m³．
点评：本题目比较有探究性，根据所学知识去解决实际问题，而在第二问中则利用已知的条件，找一个等量关系式，找到等量关系式题目便可迎刃而解了．