Question

宜昌本地近期大量上市了夏橙，如图为质量为0.20kg的夏橙漂浮在水中时，刚好有1/l0的体积位于水面之上，如图所示．（g取10N/kg，水的密度1.0×103kg/m3）
（1）该夏橙排开水的体积是多大？
（2）该夏橙的密度是多少kg/m3？
（3）要想夏橙恰能悬浮在某物质的水溶液中，是应该向水中加酒精还是加食盐？配制成的溶液的中水和另一种物质的体积比是多少？

Answer

（1）知道夏橙的质量，利用重力公式求出夏橙的重，根据物体漂浮的条件求出受到的浮力，根据阿基米德原理求出夏橙排开水的体积；
（2）已知夏橙排开水的体积即为浸入水中的体积，进一步求出夏橙的体积，然后根据密度公式求出夏橙的密度；
（3）当物体的密度等于液体的密度时物体处于悬浮状态，要使处于漂浮状态的夏橙悬浮，应减小液体的密度，也就是加入适量的酒精；混合后液体的密度等于混合后液体的质量与混合后液体体积的比值，据此求出酒精的密度．
【解析】
（1）∵夏橙漂浮
∴受到的浮力F浮=G=mg=0.20kg×10N/kg=2N；
夏橙排开水的体积：
V排===2×10-4m3；
（2）∵夏橙有的体积位于水面之上，
∴夏橙的体积V=V排=×2×10-4m3=×10-4m3，
夏橙的密度：
ρ===0.9×103kg/m3；
（3）要使夏橙悬浮，应向杯中加入适量的酒精，
因为酒精的密度小于水，加入酒精后，液体密度趋近于夏橙的密度，达到ρ液=ρ夏橙时，夏橙便可处于悬浮状态；
设水的体积为V1，酒精的体积为V2，则
ρ=，
即0.9×103kg/m3=，
解得：V1：V2=1：1．
答：（1）该夏橙排开水的体积是2×10-4m3；
（2）该夏橙的密度是0.9×103kg/m3；
（3）要想夏橙恰能悬浮在某物质的水溶液中，应该向水中加酒精，配制成的溶液的中水和另一种物质的体积比是1：1．