Question

1978年夏天，法國、意大利、西班牙等國的科學工作者曾乘坐容積為3.3萬立方米的充氦氣球升入高空．如果氣球本身所受的重力（不包括里面的氦氣）是它在低空所受浮力的1/4，氣球在低空飛行時可吊起最重物體的質量是    千克．（常溫時一個大氣壓下空氣的密度是1.29千克/米³，氦氣的密度是0.18千克/米³）

Answer 1

【答案】分析：（1）已知空氣密度和氣球容積，根據(jù)阿基米德原理可以求出氣球受到的浮力，而氣球本身所受的重力是它在低空所受浮力的，也就知道了氣球的重力；
（2）已知氦氣的密度和體積，可以求出氦氣的重力；
（3）氣球受到的浮力等于氣球的重力加上氦氣的重力再加上吊起重物的重力，據(jù)此可以知道吊起重物的質量．
解答：解：ρ_空氣=1.29kg/m³，ρ_氦氣=0.18kg/m³
（1）氣球受到的浮力：
F_氣球=ρ_空氣gV_氣球=1.29kg/m³×10N/kg×3.3×10⁴m³=4.257×10⁵N，
氣球的重力：
G_氣球=F_氣球=1.06425×10⁵N；
（2）氦氣的重力：
G_氦氣=ρ_氦氣V_氦氣g=0.18kg/m³×3.3×10⁴m³×10N/kg=5.94×10⁴N；
（3）吊起的重物重力：
G_物=F_氣球-G_氣球-G_氦氣=4.257×10⁵N-1.06425×10⁵N-5.94×10⁴N=2.59875×10⁵N，
吊起的重物質量：
m_物==≈2.6×10⁴kg．
故答案為：2.6×10⁴．
點評：本題考查了學生對阿基米德原理和力的合成的掌握和運用，阿基米德原理也適用于氣體．