Question

17．在热气球表演中（如图），有一热气球正在加速上升，在其加速上升的过程中，它受到的浮力大于重力（选填“大于”、“等于”或“小于”），它的重力势能变大 （选填“变大”、“变小”或“不变”）．如果充入气体后的质量是100kg，体积为150m³，气球可以搭载950N的货物悬浮在空中．

Answer 1

分析 （1）物体在液体中的浮沉条件：上浮：F_浮＞G，悬浮：F_浮=G，下沉：F_浮＜G；物体的浮沉条件同样适用于气体；
（2）影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度；
（3）知道飞艇的体积，即排开空气的体积，知道空气的密度，利用阿基米德原理求飞艇受到空气的浮力；在空中静止不动，飞艇受到的浮力等于飞艇的重力加上飞艇载重，据此求出货物的重力．

解答 解：（1）由物体的浮沉条件可知，气球要加速上升所受浮力应大于物体的重力；
（2）气球上升过程中，质量不变，高度升高，故重力势能变大；
（3）飞艇在空气中所受浮力为：
F_浮=ρ_空气gV_排=1.3kg/m³×150m³×10N/kg=1950N；
假若在空中悬浮，F_浮=G_飞艇+G_载重
则G_载重=F_浮-G_飞艇=1950N-100kg×10N/kg=950N．
故答案为：大于；变大；950．

点评 本题考查了物体的浮沉条件及重力势能的定义，属简单应用．本题还考查浮力大小计算，注意阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体．