【題目】201510月,我國研發(fā)的平流層飛艇“圓夢”號(如圖甲)首飛成功。飛艇依靠浮力可升到20km高的平流層,其推進系統(tǒng)有太陽能電池提供能量.推進器產(chǎn)生的推力與氣流對飛艇的水平作用力平衡,可使飛艇長時間懸停.

1)飛艇氣囊內(nèi)的氣體密度比艇外的空氣密度______(選題“大”、“小”).若飛艇的氣囊體積為3×104m3,則飛艇在平流層受到的浮力約為_______N.(平流層空氣密度取 0.06kg/m3,g10N/kg

2)飛艇懸停時,推進器將空氣推向后方獲得向前的推力,說明_______________________;飛艇所受空氣阻力與風速的關(guān)系如圖乙,推進器的功效(功效是指推進器的推力與功率的比值)為0.01N/W,當平流層風速為40m/s時,飛艇推進器的功率為________W

【答案】 1.8×104N 力的作用是相互的 1.44×105W

【解析】

1)飛艇能夠在空氣上浮,根據(jù)浮沉條件,說明氣囊內(nèi)的氣體密度比艇外的空氣密度;飛艇排開空氣的體積與氣囊體積相等,即V=3×104m3,則飛艇在平流層受到的浮力約為F=ρ空氣gV=0.06kg/m3×10N/kg ×3×104m3=1.8×104N。

2)因物體間力的作用是相互的,所以推進器將空氣推向后方就能獲得向前的推力,使飛艇懸停;由乙圖圖像可知,飛艇受到的阻力與風速的平方成正比,設(shè)f=kv2,則k=,將圖像中(800720)的點帶入得:k===0.9N/m/s2,則飛艇受到的阻力與風速的關(guān)系為:f=0.9N/m/s2v2,當風速為v=40m/s時受到的阻力為f=0.9N/m/s2v2=0.9N/m/s2×40m/s2=1440N,因此時飛艇懸停,所以水平方向上推力等于阻力,即推力F=f=1440N。因推進器的功效為=0.01N/W,則飛艇推進器的功率為P===1.44×105W。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】小陳同學在老師的指導(dǎo)下完成了以下實驗:

用彈簧測力計測出一個帶蓋子的空玻璃瓶的重力,如圖甲所示;

用手拿著這個蓋緊瓶蓋的空玻璃瓶浸沒在水中,放手后發(fā)現(xiàn)玻璃瓶上浮;

將一個鐵塊裝入玻璃瓶并蓋緊蓋子,放入水中放手后發(fā)現(xiàn)玻璃瓶下沉;

取出玻璃瓶并擦干瓶上的水,掛在彈簧測力計上,保持玻璃瓶豎直,然后從圖乙所示位置慢慢浸入水中,并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了彈簧測力計的示數(shù)F與玻璃瓶下表面浸入水中深度h的關(guān)系圖象如圖丙所示。

(1)裝有鐵塊的玻璃瓶全部浸沒在水中時受到的浮力是_____N。

(2)BC段說明物體受到的浮力大小與浸沒的深度_____選填“有關(guān)”、“無關(guān))。

(3)在第操作步驟中空玻璃瓶浸沒在水中時受到的浮力為_____N。

(4)小陳認真分析以上實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象后發(fā)現(xiàn),物體的沉浮與物體的重力和所受浮力有關(guān),其中上浮的條件是_____。

(5)若圓柱形容器的底面積為100cm2,在乙圖中,當玻璃瓶浸沒后,水又對容器底的壓強增加了_____Pa。

(6)細心的小陳同學發(fā)現(xiàn)玻璃瓶上還標有100ml的字樣,于是在裝有鐵塊的玻璃瓶內(nèi)裝滿水并蓋上瓶蓋,再用彈簧測力計測出總重力,如圖丁所示,此時彈簧測力計示數(shù)為3.1N,根據(jù)以上數(shù)據(jù)他算出了鐵塊的密度為_____kg/m3。

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【題目】三腳插頭中與用電器金屬外殼連接的那個插腳比另兩個插腳要稍長,如圖所示。這樣設(shè)計是為了_____。近年來有許多重大火災(zāi)都是因線路故障造成的。線路故障的一個原因是線路連接處接觸不良。當線路連接處接觸不良時,與連接完好相比該處的阻值將增大,在該處消耗的電功率將_____(選填“減小”或“增大”或“不變”)。

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,燒杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好懸。(jīng)研究發(fā)現(xiàn),水的密度隨溫度的變化如圖乙所示.現(xiàn)在燒杯四周放上大量的冰塊,在燒杯內(nèi)水的溫度下降到0℃的過程中,假設(shè)小球的體積始終不變,關(guān)于小球的浮沉情況判斷正確的是

A. 先下沉然后上浮

B. 先上浮然后下沉

C. 浮力變小,一直下沉

D. 浮力變大,一直上浮

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【題目】不同的凸透鏡對光的折射程度可能是不相同的,即每一個凸透鏡的焦距不一定相同,那么凸透鏡的焦距與什么因素有關(guān)呢?小雷進行了探究實驗:

次數(shù)

1

2

3

4

材料

玻璃

玻璃

水晶

水晶

截面直徑/cm

3

3

3

5

凸起程度

較小

較大

較大

較小

焦距/cm

5

4

4

1)他第一次測得的焦距如圖甲所示,請你分析表中的實驗數(shù)據(jù),由1、2次的實驗可得出的結(jié)論是:_____________________________。

2)小雷回想起白光經(jīng)三棱鏡后,光屏上自上而下出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的色帶如圖乙所示,受此啟發(fā),于是他分別用紅光和紫光平行于同一個凸透鏡的主光軸射入進行了實驗,你認為____光射入時凸透鏡的焦距大。

3)小雷又進行了凸透鏡成像規(guī)律的實驗,若其像成在光屏的左上角如圖丙所示,應(yīng)將凸透鏡向_____(選填右下、左上、右上左下)調(diào)節(jié),使像成在光屏的中央;當燭焰向透鏡靠近時,光屏應(yīng)向______(選填靠近遠離)透鏡的方向移動才能得到清晰的像。

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在水平桌面上放置一個平底輕質(zhì)薄塑料杯,杯中裝滿水,將體積為100cm3、重為1.8N的小球緩慢的放入水中,當小球靜止時,水對杯底的壓強_____,杯子對桌面的壓力___,(以上兩空均選填“變大”“變小”或“不變”,小球受到的浮力為_______N。(g10N/kg

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【題目】如圖,R為光敏電阻,其阻值隨光照強度的增大而減小,R1是定值電阻.閉合開關(guān),逐漸增大光敏電阻上的光照強度,電表示數(shù)變化情況是( )

A. 電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變大

B. 電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變小

C. 電壓表和電流表示數(shù)的比值將變小

D. 電流表和電壓表示數(shù)均變大

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】小明用如圖甲所示裝置探究兩種液體的吸熱能力,兩燒瓶中的電阻絲相同。實驗中,必須取____(填“體積”或“質(zhì)量”)相等的A、B兩種液體。根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)描繪出A、B兩種液體的溫度隨加熱時間變化的圖象如圖乙所示,分析圖乙可知____(選填“A”或“B”)的吸熱能力更強。若加熱過程中無熱量損失,已知A的比熱容為2.4×103J/kg℃),則B的比熱容為_____J/kg℃);若在甲、乙兩瓶中,液體是質(zhì)量相同的同種液體,甲乙電阻絲的阻值不同,則該裝置可用來探究電流產(chǎn)生的熱量與______的關(guān)系。

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖是某家用電熱水器的簡化電路圖,溫控開關(guān)S可根據(jù)水溫自動切換加熱和保溫兩種狀態(tài),R1、R2是發(fā)熱電阻,熱水器主要參數(shù)如下表。[水的比熱容為4.2×103J/kg℃)]

額定電壓

220V

加熱功率

2000W

容積

30L

保溫功率

800W

1R2的阻值為多大;

2)水箱中裝滿初溫為25℃的水,加熱使溫度升高到55℃,水需要吸收多少熱量;

3)在上述加熱狀態(tài)下,熱水器正常工作35min需消耗多少電能?加熱效率是多少。

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