Question

節日期間，許多人會燃放孔明燈（如圖）祈福．孔明燈上升時，燈罩內的氣體密度    （選填“大于”、“小于”或“等于”）燈罩外的空氣密度．孔明燈開始是加速上升的，之后的運動情況可能是    ．已知孔明燈的燃料塊能燃燒7min左右，升空前約燃燒1min，則孔明燈能到達的高度約為    m，最后落到    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）燈罩內的氣體被加熱，體積膨脹，密度減小，小于燈罩外空氣的密度，使孔明燈受到空氣的浮力大于孔明燈自重，孔明燈上升．
（2）孔明燈的上升和下降取決于受到的重力和浮力的關系，當浮力大于重力時，加速上升；浮力等于重力時，勻速上升；浮力小于重力時，減速上升．
（3）孔明燈能到達的高度一般為1000m到2000m之間，當燃料燃燒完后，在重力的作用下最終要落到地面．
解答：解：（1）由于罩內氣體的密度小于燈罩外空氣的密度，使得孔明燈受到空氣的浮力大于受到的重力，孔明燈能上升；
（2）①開始時，孔明燈受到空氣的浮力大于受到的重力，因此是加速上升的；
②隨著高度的增加，空氣的密度減小，孔明燈受到的浮力逐漸減小；當浮力等于重力時，勻速上升；當浮力減小到小于重力時，減速上升；當孔明燈內的燃料燃燒完后，孔明燈只受重力的作用，開始加速下降．
（3）孔明燈能到達的高度約為1500m，在重力的作用下最終要落回地面．
故答案為：小于；勻速上升、減速上升再加速下降；1500m（1000m到2000m的數據都可以）；地面．
點評：本題考查了物體的浮沉條件和阿基米德原理的應用，注意阿基米德原理不僅適用于液體也適用于氣體．