Question

18．學習物質(zhì)的沉浮條件時，小李做了一個觀察雞蛋懸浮的實驗，其主要操作步驟如下：先在水平桌面上放置一個大錐形瓶，向瓶中裝滿水，再取一個雞蛋，稱得其質(zhì)量為55克．將它輕輕放入水中，發(fā)現(xiàn)雞蛋沉至容器底部，此時用溢水杯接收溢出的水，稱得溢出水的質(zhì)量為50克，然后．向瓶底加食鹽直到雞蛋恰好懸浮起來為止．
（1）容器放入雞蛋后，水對容器底部的壓強如何變化？不變（填“增大”、“減小”或者“不變”）
（2）當雞蛋恰好浮起來的時候，鹽水的密度是多少？（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)p=ρgh，通過分析容器中放入雞蛋后，壓面的升降判斷水對容器底部的壓強大小變化；
（2）F_浮=G_排=m_排g求出雞蛋沉至容器底部時，所受到的浮力大小，根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排求出雞蛋的體積，雞蛋懸浮時排開水的體積就等于自身的體積；受到的浮力等于自身的重力，利用浮力公式可求鹽水的密度．

解答 解：
（1）由題知，最初瓶中裝滿水；瓶中放入雞蛋后，水的深度h不變，根據(jù)p=ρgh可知，水對容器底部的壓強不變；
（2）根據(jù)阿基米德原理可知，雞蛋沉至容器底部時，所受到的浮力：
F_浮=G_排=m_排g=0.05kg×10N/kg=0.5N；
根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排可得雞蛋的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.5N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=5×10^-5m³，
當雞蛋恰好懸浮起來時，此時雞蛋所受到的浮力：
F_浮′=G=mg=0.055kg×10N/kg=0.55N；
此時鹽水的密度：ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{Vg}$=$\frac{0.55N}{5×1{0}^{-5}{m}^{3}×10N/kg}$=1.1×10³kg/m³．
答：（1）不變；
（2）鹽水的密度是1.1×10³kg/m³．

點評 本題考查液體壓強的特點、阿基米德原理、物體的浮沉條件、密度等的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，要知道物體懸浮時浮力等于自身的重力，解題過程中要注意單位的換算．