探空气象气球所载仪器及球壳总质量为2.7kg,球内所充氢气的密度为0.09kg/m3,空气的密度为1.29kg/m3.为了使这只气球能够升空,球内所充的氢气的质量至少为多少千克?

问题描述:

探空气象气球所载仪器及球壳总质量为2.7kg,球内所充氢气的密度为0.09kg/m3,空气的密度为1.29kg/m3.为了使这只气球能够升空,球内所充的氢气的质量至少为多少千克?


答案解析:氢气球排开空气的体积与自身的体积相同,即氢气体积等于空气体积,V氢气=V空气,(其他设备体积均不计).
要使气球升空,其所受浮力应等于球及仪器的总重力mg与所充氢气重力这和.可得ρ空气gV空气氢气gV氢气+mg.求出所充的氢气体积,再利用密度公式求出质量.
考试点:阿基米德原理.


知识点:本题考查了重力的计算、浮力的计算、力的合成,能对气球做出正确的受力分析得出F=G氢气+G是此题的突破点,本题的关键是公式及其变形的灵活运用;难点是对物体进行受力分析.