Question

【题目】2015年10月，我国研发的平流层飞艇“圆梦”号（如图甲）首飞成功。飞艇依靠浮力可升到20km高的平流层，其推进系统有太阳能电池提供能量。推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡，可使飞艇长时间悬停。

（1）太阳能属于 能源。

（2）飞艇气囊内的气体密度比艇外的空气密度 。若飞艇的气囊体积为3×104m3，则飞艇在平流层受到的浮力约为 N。（平流层空气密度取0．06kg/m3，g取10N/kg）

（3）飞艇悬停时，推进器将空气推向后方获得向前的推力，说明 ；飞艇所受的空气阻力与风速的关系如图乙，推进器的功效（功效是指推进器的推力与功率的比值）为0．01N/W，当平流层风速为40m/s时，飞艇推进器的功率为 W。

Answer 1

【答案】（1）可再生 （2）小 1．8×104（3）力的作用是相互的 1．44×105

【解析】试题（1）太阳能属于可再生能源；（2）飞艇能浮在空中，是由于飞艇气囊内的气体密度比艇外的空气密度小；飞艇在平流层受到的浮力约为F浮=0．06kg/m3×3×104m3×10N/kg=1．8×104N；（3）推进器将空气推向后方时，给空气一个向后的作用力，根据物体间力的作用是相互的，同时空气也会给推进器一个向前的作用力；由图乙可知，阻力与风速的平方成正比，根据图中的关系可知，当风速为40m/s时，所受的阻力应为1440N，所以飞艇推进器的功率为P=1440N/0．01N/W=1．44×105W。