Question

5．要使地面上的气球能自动升空，气球内充的气体密度应小于地面上空气的密度（选填“大于”“等于”或“小于”）．某气象台释放的氢气球，充满氢气后的体积是20m³，如果气囊重100N（包括球内氢气），则气球最多能带29N的食品升空．（ρ_空气=1.29kg/m³，g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）当浮力大于重力或者物体密度小于气体密度时，物体上浮；氢气的体积等于气球的体积，并已知氢气密度，利用m=ρV计算氢气的质量、所受重力；
（2）已知氢气球的体积，根据浮力公式F_浮=ρgV_排可求空气对它的浮力；
根据力的合成，氢气球受到空气的浮力等于物体重、氢气重和氢气球球壳重的和，知道氢气球球壳重、氢气重，从而求出载重量．

解答 解：（1）氢气球就是利用它们在空气中的浮力来工作的，只有当它们的密度小于空气的密度时，才可以升空．
（2）气球中氢气的体积V=20m³，
空气对氢气球的浮力：
F_浮=ρ_空气gV_排=ρ_空气gV=1.29kg/m³×10N/kg×20m³=258N；
因为气球漂浮在空气中，
所以F_浮=G_气囊+G_物
即：258N=100N+G_物，
G_物=158N．
故答案为：小于；158．

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_气囊+G_物是本题的关键．