Question

15．在研究物体的浮沉条件的实验中，将一只鸡蛋放在一杯水中浸没．向水中不断加盐，直至盐不能再溶解为止．鸡蛋受到的浮力F随盐水密度ρ变化的图象如图所示．（已知 ρ_A=ρ_水）
（1）从烧杯侧面观察水中的鸡蛋，所看到的是鸡蛋正立的放大的虚（实/虚）像．
（2）当盐水的密度小于ρ_B时，鸡蛋受到浮力小于鸡蛋受到的重力，处于沉底（漂浮/悬浮/沉底）状态．
（3）在盐水的密度由ρ_B当增大到ρ_c的过程中，鸡蛋受到的浮力不变（变大/变小/不变）．
（4）若实验中鸡蛋受到最大浮力为F₀，则实验过程中鸡蛋受到的最小浮力F=$\frac{{ρ}_{A}}{{ρ}_{B}}$F₀．

Answer 1

分析 （1）装满水的玻璃杯相当于凸透镜，可以对物体成正立、放大的虚像．
（2）鸡蛋沉底说明受到的浮力小于自身的重力；当水中加盐，食盐溶化后，水的密度增大；鸡蛋的体积不变，排开水的体积不变，根据阿基米德原理可知鸡蛋受到的浮力增大，重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，在鸡蛋上浮过程中，重力不变，根据物体的浮沉条件进行解答．

解答 解：（1）装满水的玻璃杯相当于凸透镜，它对水中的鸡蛋成正立、放大的虚像．
（2）由图可知：当盐水的密度小于ρ_B时，鸡蛋受到浮力，随着盐水的密度的增大而变大，但还没有达到浮力的最大值，则鸡蛋受到浮力小于鸡蛋受到的重力，处于沉底状态．
（3）由图可知：在盐水的密度由ρ_B增大到ρ_c的过程中，鸡蛋受到的浮力不变．
（4）当盐水的密度等于ρ_B时，鸡蛋受到浮力最大，由于盐水的密度再增大，而浮力保持不变，所以根据F_浮=ρ_液V_排g可知，V_排是减小，会小于鸡蛋的体积，即鸡蛋开始处于漂浮状态；
由此可知：当盐水的密度等于ρ_B时，鸡蛋处于悬浮状态；则鸡蛋重力G=F₀，
根据阿基米德原理可知鸡蛋的体积为V=V_排=$\frac{{F}_{0}}{{ρ}_{B}g}$，
根据阿基米德原理可知排开盐水的体积相同的条件下，盐水的密度最小时，受到的浮力最小；
即受到的最小浮力F=ρ_AV_排g=ρ_A×$\frac{{F}_{0}}{{ρ}_{B}g}$×g=$\frac{{ρ}_{A}}{{ρ}_{B}}$F₀．
故答案为：（1）虚；（2）小于；沉底；（3）不变；（4）$\frac{{ρ}_{A}}{{ρ}_{B}}$F₀．

点评 本题考查读图能力和物体浮沉条件的应用，根据物体浮力随液体密度的变化判断出排开液体的体积变化，由此判断物体的浮与沉状态．