Question

8．2015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）飞艇悬停时，推进器将空气推向后方获得向前的推力，说明力的作用是相互的
（2）当飞艇从近地面升到平流层高空时，其内外气压差将如何变化？变大．
（3）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1.8×10⁴N．（平流层空气密度取0.06kg/m³，g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的；
（2）越往高空空气越稀薄，大气压越小；
（3）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．

解答 解：（1）飞艇悬停时，推进器向后推动空气，对空气施加力的作用，由于物体间力的作用是相互的，因此空气对飞艇施加向前的反作用力，飞艇就前进了；飞艇在平流层受到的浮力：
（2）越往高空空气越稀薄，大气压越小，飞艇内的气压不变，故其内外气压差将变大；
（3）F_浮=ρ_空气gV_排=0.06kg/m³×10N/kg×3×10⁴m³=1.8×10⁴N．
故答案为：（1）力的作用是相互的；（2）变大；（3）1.8×10⁴．

点评 本题考查了物体间力的作用是相互的、气压与高度关系、阿基米德原理的应用等，涉及的知识点多，属于一道综合题，难度较大．