Question

6．在研究物体的浮沉条件实验中，张聪同学将质量为55g的鸡蛋放入装有盐水的量筒中．如图所示，鸡蛋恰好能处于静止状态，测得鸡蛋排开盐水的体积是50cm³（g=10N/kg）
（1）该鸡蛋的重力是多少？
（2）该鸡蛋的密度是多少？
（3）该鸡蛋在盐水中受到的浮力多大？
（4）量筒中盐水的密度是多少？
（5）请说出使鸡蛋下沉的可行方案．

Answer 1

分析 （1）已知鸡蛋的质量．利用G=mg计算重力；
（2）鸡蛋悬浮，其体积等于排开盐水的体积，利用ρ=$\frac{m}{V}$计算鸡蛋的密度；
（3）因为鸡蛋处于静止状态，所以鸡蛋所受的重力等于浮力；
（4）鸡蛋悬浮，密度与盐水的密度相同；
（5）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 解：
（1）鸡蛋的质量m=55g=0.055kg，
所受重力：G=mg=0.055g×10N/kg=0.55N；
（2）鸡蛋处于悬浮状态，鸡蛋的体积：V=V_排=50cm³=5.0×10^-5m³，
鸡蛋的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.055kg}{5.0×1{0}^{-5}{m}^{3}}$=1.1×10³kg/m³；
（3）鸡蛋处于悬浮状态，所受浮力：F_浮=G=0.55N；
（4）因为鸡蛋在盐水中处于悬浮状态，
所以盐水的密度：ρ_盐水=ρ_鸡蛋=1.1×10³kg/m³；
（5）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，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．
答：（1）鸡蛋的重力是0.55N
（2）鸡蛋的密度为1.1×10³kg/m³；
（3）鸡蛋所受浮力是0.55N；
（4）量筒中盐水的密度是1.1×10³kg/m³；
（5）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．