题目内容
2．
学习物质的浮沉条件时，季布同学做了一个观察鸡蛋悬浮的实验，其主要操作步骤如下：如图所示，先在水平桌面上放置一个大锥形瓶，向瓶中装满水，再取一个鸡蛋，称得其质量为55g，将它轻轻放入水中，发现鸡蛋沉至容器底部，此时用溢水杯接收溢出的水，称得溢出水的质量为50克，然后，向瓶中加食盐直到鸡蛋恰好悬浮起来为止． （1）容器中放入鸡蛋后，水对容器底部的压强将不变（填“增大”“不变”或“减小”）
（2）鸡蛋沉至容器底部时，所受到的浮力为多少？
（3）当鸡蛋恰好悬浮起来时，鸡蛋所受到的浮力又为多少？此时盐水的密度是多少？
分析 （1）根据p=ρgh，通过分析容器中放入鸡蛋后，压面的升降判断水对容器底部的压强大小变化；
（2）根据阿基米德原理即可得出鸡蛋沉至容器底部时，所受到的浮力大小；
（3）鸡蛋悬浮时排开水的体积就等于自身的体积；受到的浮力等于自身的重力，根据浮力公式可求盐水的密度．
解答 解：（1）容器中放入鸡蛋后，水的深度h不变，根据p=ρgh可知，水对容器底部的压强不变；
（2）根据阿基米德原理可知，鸡蛋沉至容器底部时，所受到的浮力F浮=G排=m排g=0.05kg×10N/kg=0.5N；
（3）当鸡蛋恰好悬浮起来时，鸡蛋所受到的浮力${F}_{浮}^{′}$=G=mg=0.055kg×10N/kg=0.55N；
根据F浮=ρ水gV排得鸡蛋的体积：V=V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.5N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=5×10-5m3，
此时盐水的密度：ρ盐水=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.55kg}{5×1{0}^{3}{m}^{3}}$=1.1×103㎏/m3．
答：（1）不变；
（2）鸡蛋沉至容器底部时，所受到的浮力为0.5N；
（3）当鸡蛋恰好悬浮起来时，鸡蛋所受到的浮力为0.55N；此时盐水的密度是1.1×103㎏/m3．
点评 本题考查液体压强的特点、阿基米德原理、物体的浮沉条件、密度等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要知道物体悬浮时浮力等于自身的重力，解题过程中要注意单位的换算．
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