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15.2015年10月,我国研发的平流层飞艇“圆梦”号(如图)首飞成功.飞艇依靠浮力可升到20km高的平流层,其推进系统由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.飞艇气囊内的气体密度比艇外的空气密度小.若飞艇的气囊体积为1.8×104m3,飞艇长时间悬停在平流层中,此时飞艇所受重力约为1.08×104N.(平流层ρ空=0.06kg/m3)

分析 当浮力大于重力或者物体密度小于气体密度时,物体上浮;
已知空气的密度和飞艇的体积,根据公式F浮=ρ空气gV排可求飞艇受到的浮力,飞艇长时间悬停在平流层中,受到的浮力等于其重力,

解答 解:
飞艇是利用它在空气中的浮力来工作的;
根据阿基米德原理F浮=ρ空气gV排与G艇=ρ艇内gV艇比较可知:在V排=V艇的条件下,要使F浮>G艇,只有当飞艇气囊内的气体密度小于艇外的空气密度时,才可以升空;
飞艇在平流层受到的浮力:
F浮=ρ空气gV排=0.06kg/m3×10N/kg×1.8×104m3=1.08×104N;
飞艇长时间悬停在平流层中,受到的浮力等于其重力,
即G=F浮=1.08×104N;
故答案为:小;1.08×104.

点评 本题考查了浮沉条件的应用、浮力的计算等,难度不大,属于基础知识.

练习册系列答案
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3.小明在“探究凸透镜成像规律”实验中,用装有6个发光二极管的有方格的白纸板做发光物体,如图甲所示.又用这种同样大小方格的白纸板做光屏.将发光物体、凸透镜和光屏组装到光具座上并调整好.

(1)当发光物体在a点时,如图乙所示,在光屏上成的像如图丙所示.生活中应用这一原理制成的光学仪器有照相机.
(2)用这种发光物体和光屏做实验,最主要的一条优点是:便于比较像与物的大小
(3)如图乙所示,当发光物体在a点时,物与像之间的距离为S1,当发光物体在b点时,物与像之间的距离为S2,则S1<S2.(选填“>”、“=”或“<”)
(4)小明在实验的过程中发现:当发光物体与光屏之间的距离L确定时,将凸透镜从发光物体处缓慢向光屏移动的过程中,有时能在光屏上成两次清晰的像,有时只能成一次清晰的像,有时不能在光屏上成像.为了研究生这些现象的条件,小明又进行了实验,并将每次实验中的相关数据及现象记录在下表中.
①分析比较实验序号1、2、3(或5、6、7)的第一次成像数据中像距v物距u的变化关系及相关条件,可得出的结论:同一凸透镜,成实像时,像距v随物距u的增大而减小;
②分析比较实验序号1(或2、或5、或6)的第一和第二次成像数据中物距与像距的关系及相关条件,可得出的结论,同一凸透镜,当物屏距离L一定,移动凸透镜能在光屏上成两次像时;
③继续分析比较表格是物屏距离L与凸透镜焦距f的数据及观察到的现象,可得出的结论:在物屏距离L大于凸透镜的4倍焦距条件下,移动凸透镜,可以在光屏上得到一次放大的像和一次缩小的像.
凸透镜
焦距f
实验
序号
物屏
距离L
(厘米)
第一次成像第二次成像
物距u
(厘米)
像距v
(厘米)
像的
大小
物距v'(厘米)像距v'
(厘米)
像的
大小
10厘米1491433放大3514缩小
2491530放大3015缩小
3402020等大3015缩小
435不能在光屏上成像
15厘米5802060放大6020缩小
6642440放大4024缩小
7602030等大不能在光屏上第二次成像
855不能在光屏上成像

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