Question

0℃、1個標準大氣壓下，體積為4×10^-3m³的氫氣球，在地面附近受到空氣的浮力約為    N．如圖中，氫氣氣球會上浮起來，這是因為    ．氫氣球釋放后，若它的運動可看成是勻速上升，則上升過程中氫氣球的動能    （選填“增大”、“不變”或“減小”），重力勢能    （選填“增大”、“不變”或“減小”），機械能    （選填“增大”、“不變”或“減小”）．

Answer 1

【答案】分析：（1）阿基米德原理適用于氣體，知道空氣的密度、氣球的體積（排開空氣的體積），利用阿基米德原理求氣球受到的浮力；
（2）根據物體的浮沉條件回答；
（3）物體具有的動能和勢能統稱為機械能，物體的質量越大、速度越大，動能越大；物體的質量越大、所處高度越高，重力勢能越大，據此分析．
解答：解：（1）在空氣中：v_排=v_氣球=4×10^-3m³，ρ_空氣=1.29kg/m³，
氣球受到的浮力：
F_浮=ρ_空氣gv_排
=1.29kg/m³×10N/kg×4×10^-3m³
≈0.05N；
（2）因為氫氣球受到空氣的浮力大于自身的重力，所以氫氣氣球將上浮；
（3）氫氣球釋放后，氣球的質量不變、勻速上升，上升過程中氫氣球的動能不變；上升的高度變大，重力勢能增大，而氣球的機械能等于動能和重力勢能之和，氣球的機械能增大．
故答案為：0.05，氫氣球受到的浮力大于自身的重力，不變，增大，增大．
點評：本題考查了浮力的計算、物體的浮沉條件、影響動能和勢能大小的因素，雖難度不大，但綜合性強，屬于常見的中考題型．