有一种科学探测气球,气囊内充的是氦气,气球从地面竖直上升,到达最高点时速度为零.设气球在上述过程中体积保持不变,不计空气阻力.请分析说明气球从地面上升到最高这一过程中,气球速度大小的变化情况及其原因.

问题描述:

有一种科学探测气球,气囊内充的是氦气,气球从地面竖直上升,到达最高点时速度为零.设气球在上述过程中体积保持不变,不计空气阻力.请分析说明气球从地面上升到最高这一过程中,气球速度大小的变化情况及其原因.

氦气密度小于空气密度时,气球的浮力大于气球的重力,气球加速上升.
随着高度的增加,空气密度越来越小,浮力越来越小,加速度越来越小,随着高度的增加浮力会等于重力,由于惯性,气球继续上升,随着高度的增加浮力会小于重力,速度会越来越小直至为0.
答案解析:越到高空空气越稀薄,空气密度越小,根据公式F=ρgV可知浮力越来越小,因为重力不变,气球所受合外力在变化,所以速度也随之变化.
考试点:浮力大小的计算;惯性;力的合成与应用;物体的浮沉条件及其应用.
知识点:本题考查浮力公式的应用以及物体受力的分析,关键知道越向上,空气密度越小,物体所受浮力越小,还要会判断浮力与重力的关系,速度随着合力的变化而变化.