题目内容

北京时间2012年10月15日,奥地利著名极限运动员鲍姆加特纳从距地面高度约3.9万米的氦气球拾携带的太空舱上跳下,并成功着陆(如图),创造了人类搭乘气球抵达的最高高度和人类自由落体最高时速(1173千米/时)两项世界纪录。

(1)氦气球能携带太空舱升空是因为氦气的密度比空气_________(选填“大”或“小”)
(2)若以鲍姆加特纳下落时的最高时速前进,则经过100米所需的时间为____________秒(保留一位小数)
(3)为安全着陆,在降落到地面前,鲍姆加特纳通过__________(选填“增大阻力”或“减小重力“)达到减小降落速度的目的。

(1)小(2)0.3(3)增大阻力

解析试题分析:气球能够升空时因为里面充的是密度小于空气密度的气体,浮力大于重力;根据求出时间;力可以改变物体的运动状态,当力的方向和运动方向相反时,物体做减速运动.
(1)氦气球能携带太空舱升空是因为氦气的密度比空气的密度小;
(2)速度v=1173km/h≈325.83m/s,经过100米所需的时间:
=0.3s;
(3)为安全着陆,在降落到地面前,保姆加特纳通过增大阻力来达到减小降落速度的目的.
考点:密度、长度、时间、速度

练习册系列答案
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2012年10月15日,奥地利著名极限运动员鲍姆加特纳乘坐热气球从距地面高度约39km的高空跳下,并成功着陆.如图所示.该热气球由太空舱,绳索和气囊三部分组成.气囊与太空舱之间利用绳索连接.在加热过程中气囊中气体受热膨胀.密度变小,一部分气体逸出,当热气球总重力小于浮力时便开始上升.
假定鲍姆加特纳是在竖直方向上运动的,并经历了以下几个运动阶段:他首先乘坐热气球从地面开始加速上升到离地高h1=1km处,此阶段绳索对太空舱向上的总拉力恒为F1=3002.5N;接着再匀速上升到离地面高h2=38km处,此阶段绳索对太空舱向上的总拉力恒为F2=3000N;然后再减速上升到离地高h3=39km处,此阶段绳索对太空舱向上的总拉力恒为F3=2997.5N;他在上升过程中共用时t1=1×104s,在离地高39km处立即跳下.自由下落t2=4min后速度已超过音速,最后打开降落伞,又用时t3=16min又安全到达地面.忽略髙度对g的影响,取g=10N/kg.求:

①从离开地面到安全返回地面的整个过程中,运动员的平均速度是多少?(结果取整数)
②在热气球上升过程中.绳索对太空舱向上的总拉力做功的平均功率是多少?
③当热气球上升到离地高20km处.若热气球总质量(含气囊里面气体)m=7.18×104kg,整个热气球的体积V=8×105m3,整个热气球受到的空气阻力f=2×103N,不考虑气流(或风) 对热气球的影响.则此高度处的空气密度是多少?

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