为了迎接黄石市第二届矿冶文化节和第三届国际乒乓节,某庆典公司正在调试载人热气球.已知载人热气球球内热气的体积为200m3,球内热气的密度为0.29kg/m3,球外空气的密度为1

首页 > 考试 > 物理 > 初中物理 > 密度公式的应用/2022-02-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

为了迎接黄石市第二届矿冶文化节和第三届国际乒乓节,某庆典公司正在调试载人热气球.已知载人热气球球内热气的体积为200m3,球内热气的密度为0.29kg/m3,球外空气的密度为1.29kg/m3,球壳、吊篮及其装备的总质量为120kg,吊篮里的人的质量为58kg,g取10N/kg。
(1)要使热气球和人能够静止在空中,需要在吊篮里加入多少质量的配重?(由于热气的体积远大于其他部分的体积,故只考虑热气所受的浮力)。
(2)若气球静止于离地h=10m的空中,人需要沿着绳子下滑到地面.如果人以相对地的速度v1=2m/s匀速下滑,根据反冲运动知识可知,人在下滑过程中,气球会以v2的速度上升,设人的质量为m,气球的总质量(包括热空气、球壳、吊篮以及装备和配重)为M,则他们的关系满足mv1=Mv2,若在人着陆时,绳子的末端刚好接触地面,求绳子的长度。
(3)气球在上浮的过程中,空气的浮力是否对气球做了功?如果没有做功,请说明理由。如果做了功,求浮力做功的功率。

◎ 答案

解: (1)∵  热气球和人静止在空中,
∴F=G+G+G吊篮+G配重
∴ G配重=F﹣(G+G+G吊篮)=ρ空气Vg﹣(ρ热气Vg+58kg×10N/kg+120kg×10N/kg)=1.29kg/m3×200m3×10N/kg﹣(0.29kg/m3×200m3×10N/kg+58kg×10N/kg+120kg×10N/kg)=220N,
m配重===22kg;
(2)∵ Mg=G+G吊篮+G配重
即:M×10N/kg=0.29kg/m3×200m3×10N/kg+120kg×10N/kg+220N,
∴ M=200kg
由mv1=Mv2
得v2=0.58m/s,
t===5s,
气球上浮的距离s=v2t=0.58m/s×5s=2.9m,
绳长L=h+s=10m+2.9m=12.9m;
(3)气球在浮力的方向上移动了距离,浮力做了功,
F空气Vg=1.29kg/m3×200m3×10N/kg=2580N,
P=Fv2=2580N×0.58mm/s=1496.4W

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“为了迎接黄石市第二届矿冶文化节和第三届国际乒乓节,某庆典公司正在调试载人热气球.已知载人热气球球内热气的体积为200m3,球内热气的密度为0.29kg/m3,球外空气的密度为1…”主要考查了你对  【浮力及阿基米德原理】,【功率的计算】,【密度公式的应用】,【速度公式及其应用】,【重力的计算】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐