Question

13．一气球容积为60m³，质量为6kg，在内部充满氦气，有多大的浮力可被利用？（已知ρ_氦=0.18kg/m³，ρ_空气=1.29kg/m³，g=10N/kg）

Answer 1

分析 可利用的浮力为空气对气球的浮力减去气球的重力和内部气体的重力，根据F_浮=ρ_空气gV_排得出气球受到空气的浮力，利用密度公式和重力公式分别计算出气球的重力和氦气的重力，即可求得可被利用的浮力．

解答 解：气球受到的浮力：
F_浮=ρ_空气gV_排=1.29kg/m³×10N/kg×60m³=774N，
气球的重力G=mg=6kg×10N/kg=60N，
根据$ρ=\frac{m}{V}$可得氦气的质量：
m′=ρ_氦V=0.18kg/m³×60m³=10.8kg，
氦气的重力G′=m′g=10.8kg×10N/kg=108N，
可被利用的浮力F${\;}_{浮}^{′}$=F_浮-G-G′=774N-60N-108N=606N．
答：有606N的浮力可被利用．

点评 此题考查浮力的大小计算，涉及到重力公式、密度公式和浮力公式的应用，是一道综合性较强的题目，关键是根据力的平衡得出可利用的浮力为空气对气球的浮力、气球的重力和内部气体的重力的关系．