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热气球原理高中-热气球原理实验视频

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  1. 在高中物理中会有热气球的问题,请简单说明热气球的物理过程.

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热气球是在温度升高后排除气球内的一部分空气,减轻自身的重量才上浮的。计算题出现时一般是计算气球内气体的质量。

最初热气球以速度v匀速下降,可知其整体受力平衡,故热气球受到了一个垂直向上的力,大小为Mg。因为释放了一个质量为m的沙袋,故热气球所受重力变为(M-m)g,而其所受外力不变,故合力向上,大小为mg。所以加速度a=mg/(M-m)。所以停止时间t1=v/a=(M-m)v/mg。

利用不同高度层的风向来控制和调整自己的前进方向,热气球不能主动改变方向,它的飞行速度与风速相同。热空气的密度比冷空气的密度小,因此热空气比冷空气轻,轻者向上,重者向下,上层空气温度高。要保持气球上升,需要不断加热空气。当空气受热膨胀后,比重会变轻而向上升起。

解析:热气球离开地面后地面后做加速度逐渐减小的加速运动,对热气球从地面刚开始竖直上升时,由牛顿第二定律,F-mg=ma,解得所受浮力大小为4830N,选项A正确。加速上升过程中所受空气阻力逐渐增大,选项B错误。由于做加速度逐渐减小的加速运动,热气球从地面开始上升10s后的速度小于5m/s,选项C错误。

等压膨胀过程:缓慢加热密闭气缸,向上推动活塞,气体体积增大。

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