探空气象气球所载仪器及球壳总质量为2.7kg,球内所充氢气的密度为0.09kg/m3,空气的密度为1.29kg/m3.为

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  • 解题思路:氢气球排开空气的体积与自身的体积相同,即氢气体积等于空气体积,V氢气=V空气,(其他设备体积均不计).

    要使气球升空,其所受浮力应等于球及仪器的总重力mg与所充氢气重力这和.可得ρ空气gV空气氢气gV氢气+mg.求出所充的氢气体积,再利用密度公式求出质量.

    要使气球升空,其所受浮力应等于球及仪器的总重力,

    则ρ空气gV空气氢气gV氢气+mg.

    由氢气球排开空气的体积与自身的体积相同,

    则ρ空气V氢气氢气V氢气+m

    ∴V氢气=

    m总

    ρ空气−ρ氢气=[2.7kg

    1.29kg/m3−0.09kg/m3=2.25m3

    由ρ=

    m/V]得:m氢气氢气V氢气=0.09kg/m3×2.25m3=0.2025kg.

    答:球内所充的氢气的质量至少为0.2025kg.

    点评:

    本题考点: 阿基米德原理.

    考点点评: 本题考查了重力的计算、浮力的计算、力的合成,能对气球做出正确的受力分析得出F浮=G氢气+G物是此题的突破点,本题的关键是公式及其变形的灵活运用;难点是对物体进行受力分析.