Question

19．在0℃、1個標準大氣壓條件下，氫氣的密度是0.09kg/m³；空氣的密度是1.29kg/m³．有一個體積為10m³的氫氣球，球殼的厚度不計，球殼重為20N．取g=10N/kg．問：
（1）氫氣球內充入的氫氣有多重？
（2）氫氣球受到的空氣浮力是多大？
（3）要使氣球能勻速上升，它的下面最多能吊多重的物體？

Answer 1

分析 （1）利用G=mg=ρVg求氫氣重；
（2）已知氫氣球的體積，根據浮力公式F_浮=ρgV_排可求空氣對它的浮力；
（3）根據力的合成，氫氣球受到空氣的浮力等于物體重、氫氣重和氫氣球球殼重的和，知道氫氣球球殼重，求出氫氣重，從而求出載重．

解答 解：
（1）氫氣重：
G_氫氣=mg=ρ_氫Vg=0.09kg/m³×10m³×10N/kg=9N；
（2）空氣對氫氣球的浮力：
F_浮=ρ_空氣gV_排=ρ_空氣gV=1.29kg/m³×10N/kg×10m³=129N；
（3）因為氣球勻速上升，
所以F_浮=G_氫氣+G_殼+G_物
即：129N=9N+20N+G_物，
解得：
G_物=100N．
答：（1）氫氣球內充入的氫氣有9N；
（2）氫氣球受到的空氣浮力是129N；
（3）要使氣球能勻速上升，氣球下面最多能吊100N的物體．

點評 本題考查了重力的計算、浮力的計算、力的合成，能對氣球做出正確的受力分析得出F_浮=G_氫氣+G_物+G_殼是本題的關鍵．