Question

熱氣球是由球囊、吊籃和加熱裝置三部分構(gòu)成的．在氣球下方安置燃燒器，當(dāng)火點燃時，2～3 米高的火焰，由鼓風(fēng)機將熱風(fēng)吹入球囊，加熱氣球球囊內(nèi)的空氣，使之變輕獲得升力．請針對如圖15中的熱氣球回答下列問題：
（1）熱氣球在上升過程中，它的    能逐漸增大．
（2）熱氣球在加熱后，球內(nèi)空氣的溫度比球外空氣的溫度高，但是球內(nèi)空氣的    比球外空氣的小．
（3）通過“加熱氣球球囊內(nèi)的空氣，使之變輕獲得升力”這句話，請你運用所學(xué)過的物理知識，解釋加熱球囊內(nèi)的空氣時，熱氣球就能上升的原因    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）重力勢能與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)，即物體的質(zhì)量越大，高度越高，其所具有的重力勢能就越大；
（2）空氣具有熱脹冷縮的性質(zhì)，故據(jù)密度的計算公式，結(jié)合上述熱脹冷縮的性質(zhì)分析即可解決；
（3）根據(jù)阿基米德原理原理，結(jié)合物體的浮沉條件分析即可得出該題的答案．
解答：解：（1）熱氣球在上升時，質(zhì)量不變，高度變大，故其所具有的重力勢能變大；
（2）熱氣球在加熱后，球內(nèi)的空氣受熱膨脹，體積變大，但球內(nèi)氣體的質(zhì)量不變，據(jù)公式ρ=可知，此時球內(nèi)空氣的密度變�。�
（3）熱氣球上升的原因是：球內(nèi)空氣受熱膨脹，體積變大，據(jù)阿基米德原理，即F_浮=G_排=m_排g=ρ_氣v_排g，故氣球此時所受的浮力變大，當(dāng)氣球受到的浮力大于氣球的重力時，熱氣球就能上升．
故答案為：（1）重力勢；（2）密度；（3）加熱氣球后，球囊內(nèi)的空氣密度變小，其體積變大，故其所受的空氣浮力變大，當(dāng)氣球受到的浮力大于氣球的重力時，熱氣球就能上升．
點評：知道重力勢能的取決因素，并能利用阿基米德原理原理解釋有關(guān)浮力的問題是解決該題的關(guān)鍵．