Question

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

Answer 1

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m_总g与所充氢气重力这和．可得ρ_空气gV_空气=ρ_氢气gV_氢气+m_总g．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=ρ_氢气gV_氢气+m_总g．

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=ρ_氢气V_氢气+m_总，

∴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=ρ_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．