Question

3．小陽學(xué)習(xí)了物理之后經(jīng)常利用課外活動(dòng)時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)．他從家里帶來一個(gè)土豆，測得體積為50cm³．小陽將它輕輕地放入盛滿鹽水的燒杯中，發(fā)球土豆漂浮在液面上，同時(shí)有鹽水從燒杯中溢出，他測得溢出鹽水的質(zhì)量為54g．取g=10N/kg．求：
（1）土豆受到的浮力多大？
（2）土豆的質(zhì)量多大？
（3）土豆的密度多大？
（4）要想使土豆下沉，你可以采取什么方法，并說明這樣做的理由．

Answer 1

分析 （1）知道土豆溢出鹽水的重力即為排開鹽水的重力，根據(jù)阿基米德原理和G=mg求出土豆受到的浮力；
（2）土豆漂浮時(shí)受到的浮力和自身的重力相等，根據(jù)G=mg求出土豆的質(zhì)量；
（3）知道土豆的體積和質(zhì)量，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$求出土豆的密度；
（4）根據(jù)物體的密度大于液體密度時(shí)物體下沉進(jìn)行解答．

解答 解：（1）由阿基米德原理可得，土豆受到的浮力：
F_浮=G_排=G_溢出=m_溢出g=54×10^-3kg×10N/kg=0.54N；
（2）因土豆漂浮時(shí)受到的浮力和自身的重力相等，
所以，土豆受到的重力：
G=F_浮=0.54N，
由G=mg可得，土豆的質(zhì)量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{0.54N}{10N/kg}$=0.054kg=54g；
（3）土豆的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{54g}{50c{m}^{3}}$=1.08g/cm³；
（4）因物體的密度大于液體密度時(shí)物體下沉，
所以，向燒杯中加清水稀釋鹽水直至鹽水的密度小于土豆的密度時(shí)，土豆下沉．
答：（1）土豆受到的浮力為0.54N；
（2）土豆的質(zhì)量為54g；
（3）土豆的密度為1.08g/cm³；
（4）向鹽水中加清水；理由：物體的密度大于液體的密度時(shí)物體在液體中下沉．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了阿基米德原理、物體浮沉條件、密度公式的應(yīng)用，計(jì)算過程要注意單位的換算和統(tǒng)一．