Question

13．一種氣象氣球的球皮質(zhì)量m=1.8kg．現(xiàn)向氣球內(nèi)充入氦氣，當(dāng)氣球的容積V=2m³時(shí)，用細(xì)線扎緊氣球口子，放手后恰能懸浮在空氣中．已知當(dāng)時(shí)空氣的密度ρ=1.2kg/m³，g=10N/kg．求：
（1）此時(shí)氣球受到的空氣浮力F_浮；
（2）氣球內(nèi)充入的氦氣質(zhì)量m₁．

Answer 1

分析 （1）直接根據(jù)F_浮=ρ_氣gV_排即可求出氣球受到浮力的大��；
（2）對(duì)氣球受力方向，懸浮在空氣中，氣球重力加上氦氣的重力等于浮力，求出氦氣的重力，再利用G=mg求出氦氣的質(zhì)量．

解答 解：（1）根據(jù)阿基米德原理：
氣球受到的空氣浮力：F_浮=ρ_氣gV_排=1.2kg/m³×10N/kg×2m³=24N；
（2）已知?dú)馇驊腋≡诳諝庵校瑲馇蛑亓�加上氦氣的重力等于浮力�?br />G_球+G_氦氣=F_浮，G_氦氣=F_浮-G_球=F_浮-m_球g=24N-1.8kg×10N/kg=6N；
氣球內(nèi)充入的氦氣的質(zhì)量：，G_氦氣=m₁g，m=$\frac{{G}_{氦氣}}{g}$=$\frac{6N}{10N/kg}$=0.6kg．
答：（1）此時(shí)氣球受到的空氣浮力F_浮是24N；（2）氣球內(nèi)充入的氦氣質(zhì)量m₁是0.6kg．

點(diǎn)評(píng) 本題考查浮力、重力、合力的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用；難點(diǎn)是對(duì)物體進(jìn)行受力分析．