Question

在探究物体的浮沉条件实验中，张聪同学将鸡蛋放入装有密度为1.1×10³kg/m³盐水的量筒中．如图所示，量筒中盐水的深度为20cm，且鸡蛋恰好能处于静止状态，测得鸡蛋排开盐水的体积是5×10^-5m³．（g=10N/kg）
求：（1）量筒底部所受盐水的压强是多少？
（2）该鸡蛋所受的重力是多少？
（3）请说出使鸡蛋下沉的可行方案．

Answer 1

分析：（1）知道盐水的密度和深度，根据液体压强公式p=ρgh进行计算．
（2）知道鸡蛋排开盐水的体积，根据阿基米德原理求出鸡蛋受到的浮力．鸡蛋悬浮在盐水中，根据悬浮条件求出鸡蛋受到的重力．
（3）物体的密度大于液体的密度，物体放在液体中，物体会下沉到容器底部．

解答：解：（1）h=20cm=0.2m，
p=ρ_液gh=1.1×10³kg/m³×10N/kg×0.2m=2.2×10³Pa．
（2）鸡蛋受到的浮力是：F_浮=ρ_液gV_排=1.1×10³kg/m³×10N/kg×5×10^-5m³=0.55N．
∵鸡蛋处于悬浮状态：G=F_浮，
∴鸡蛋的重力为：G=0.55N．
（3）向量筒内加水并搅拌，盐水的密度减小直到盐水的密度小于鸡蛋的密度，鸡蛋会下沉到量筒底部．
答：：（1）量筒底部所受盐水的压强是2.2×10³Pa．
（2）该鸡蛋所受的重力是0.55N．
（3）向量筒内加水并搅拌，直到鸡蛋下沉到量筒底部．

点评：物体的密度大于液体的密度，物体放在液体中，物体会下沉到容器底部；物体的密度等于液体的密度，物体放在液体中，物体会悬浮在液体的任何深度处；物体的密度小于液体的密度，物体放在液体中，物体会漂浮在液面上．