Question

11．如图，这个8千克的实心球体，此时在20℃饱和食盐水中漂浮（漂浮、悬浮、下沉），
（1）它受到的浮力有多大？（ρ_液=1.1×10³kg/m³）
（2）如果浸入的体积占物体体积的$\frac{4}{5}$，那么这个球的密度为多大？
（3）你有什么办法能让这个球再浮起来些吗？

Answer 1

分析 由题图得出实心球在食盐水中的状态．
（1）由于实心球漂浮，实心球受到的浮力等于其重力，利用F_浮=G=mg求解；
（2）当浸入的体积占物体体积的$\frac{4}{5}$，即V_排=$\frac{4}{5}$V，而F_浮=G，即ρ_液V_排g=ρ_球Vg，据此求实心球体的密度；
（3）让这个球再浮起来，还是漂浮，受到的浮力不变，就要使球排开盐水的体积变小，由F_浮=ρ_液V_排g可知，就要增大盐水的密度．

解答 解：由图知，实心球在食盐水中漂浮．
（1）因为实心球漂浮，
所以实心球受到的浮力：F_浮=G=mg=8kg×10N/kg=80N；
（2）当浸入的体积占物体体积的$\frac{4}{5}$，即V_排=$\frac{4}{5}$V，
因为实心球漂浮，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）要让这个球再浮起来些，最终还是漂浮，受到的浮力不变，就要使球排开盐水的体积变小，由F_浮=ρ_液V_排g可知，就要增大盐水的密度；采取的方法：提高盐水的温度，再加盐，从而增大食盐水的密度．
故答案为：漂浮；
（1）实心球体受到的浮力为80N；
（2）如果浸入的体积占物体体积的$\frac{4}{5}$，那么这个球的密度为0.88×10³kg/m³；
（3）方法为：提高盐水的温度，再加盐，从而增大食盐水的密度．

点评 本题综合考查了重力公式、密度公式、物体浮沉条件、阿基米德原理的应用，难点在第三问，关键是知道提高食盐水的浓度可以增大食盐水的密度．