Question

【题目】如图是检修员对世界最大的射电天文望远镜——“中国天眼”进行体检的情景。他们用一个氦气球，将检修员对反射面板的压力减小到面板能够承受的范围之内。已知氦气球（包括球内氦气）连同吊索等配件的总质量为180kg，体积为200m；反射面板能承受的最大压力为120N，求：（g=10N/kg）

(1)氦气球受到的浮力是多大？（空气的密度ρ空气=1.29kg/m）

(2)若检修员需要携带20kg的检修装备，则检修员的质量必须在多少千克范围内，才能开展工作？

Answer 1

【答案】(1)2580N；(2)58~70kg

【解析】

(1)阿基米德原理适用于液体与气体，由题意可知，氦气球在空气中受到的浮力为

(2)由题意可知，检修员需站在反射面板上才能开展工作，故其重量不能太大也不能太小，氦气球、人与检修装备组成的整体站在反射面板上，在竖直方向上，重力与浮力、支撑力三力平衡，则

即

故当反射面板支撑力为零时，检修员的重量最小，此时

当反射面板达到最大值时，检修员的重量也达到最大，此时

故检修员的质量应控制在58~70kg之间。

(1)氦气球受到的浮力是2580N；

(2)检修员的质量必须在58~70kg范围内。