Question

16．如圖為觀光用的載人升空氣球，球內(nèi)充氦氣，氣球能承載的最大質(zhì)量為125千克，球體積為300米³，氮?dú)饷芏葹?.18千克/米³，空氣密度為1.29千克/米³．（g取10牛/千克）
（1）若該氣球只搭載-個(gè)質(zhì)量為55千克的人觀光，則當(dāng)氣球搭載此人勻速升至高空時(shí)，需要用多少牛的力，才能將氣球拉�。�
（2）氣球的球殼和配重的質(zhì)量總共為多少千克？

Answer 1

分析 （1）已知?dú)馇蚰艽钶d物體最大質(zhì)量，根據(jù)公式G=mg可求氣球能搭載物體最大重力，當(dāng)氣球勻速升空時(shí)，氣球能搭載物體最大重力等于人的重力與向下的拉力之和，進(jìn)一步求出向下施加的力．
（2）已知球的體積和空氣的密度，根據(jù)公式F_浮=ρgV_排求出氣球所受的浮力，浮力減去球內(nèi)氦氣的重力，再減去氣球能搭載物體最大重力就是氣球的球殼和配重物的總重力，根據(jù)公式m=$\frac{G}{g}$求出氣球的球殼和配重物的質(zhì)量．

解答 解：（1）氣球能搭載物體最大重力：
G_大=m_大g=125kg×10N/kg=1250N，
人的重力：
G_人=m_人g=55kg×10N/kg=550N，
施加的力：
F=G_大-G_人=1250N-550N=700N．
（2）氣球所受浮力：
F_浮=ρ_空氣gV_排=1.29kg/m³×10N/kg×300m³=3870N，
根據(jù)G=mg、ρ=$\frac{m}{V}$可得氣球內(nèi)氦氣的重力：
G_氦=ρ_氦Vg=0.18kg/m³×10N/kg×300m³=540N，
氣球的球殼和配重物的重力：
G=F_浮-G_氦-G_大=3870N-540N-1250N=2080N．
氣球的球殼和配重物的質(zhì)量總共為：
m_總=$\frac{G}{g}$=$\frac{2080N}{10N/kg}$=208kg．
答：（1）需要用700N的力，才能將氣球拉�。�
（2）氣球的球殼和配重物的質(zhì)量總共為208kg．

點(diǎn)評 本題考查重力、拉力、質(zhì)量、浮力等的計(jì)算，涉及到的知識點(diǎn)較多，綜合性強(qiáng)，做題時(shí)一定要認(rèn)真，本題關(guān)鍵是弄清題意，難點(diǎn)是分析氣球的受力情況．