Question

6．如圖是薄紙制成的下端開口的容器，容積為1m³，所用薄紙重力為0.5N，容器內(nèi)空氣重力為12.9N（空氣質(zhì)量為1.29kg/m³），為了使容器懸浮在空中，你要用加熱使氣體膨脹方法使容器內(nèi)空氣質(zhì)量減少，容器內(nèi)空氣的重力減少0.5N，容器才能懸浮在空中，此時容器內(nèi)空氣密度小于容器外空氣密度（選填“大于”、“等于”、“小于”）．

Answer 1

分析 ①已知容器的容積和空氣的密度，可以得到容器內(nèi)空氣的質(zhì)量，進(jìn)而得到空氣的重力；
②使容器中空氣減少最直接的方法：加熱使氣體膨脹，溢出空氣；
③物體懸浮的條件是：受到的浮力等于物體的重力．物體的密度等于液體或氣體的密度．

解答 解：
①因為G=mg、ρ=$\frac{m}{V}$，
所以容器內(nèi)空氣的重力為G=mg=ρVg=1.29kg/m³×1m³×10N/kg=12.9N；
②為了使容器懸浮在空中，根據(jù)物體熱脹冷縮的性質(zhì)，需要采用加熱使氣體膨脹，溢出空氣的方法使容器內(nèi)空氣減少；
③容器的總重量為G_總=G_空氣+G₀=12.9N+0.5N=13.4N；
容器在空氣中受到的浮力為F_浮=ρ_空氣gV=1.29kg/m³×10N/kg×1m³=12.9N，
要使容器懸浮在空氣中，需要排出的空氣為△G=G_總-F_浮=13.4N-12.9N=0.5N；
④此時容器和剩余空氣的平均密度等于外界空氣的密度，所以容器內(nèi)空氣密度要小于容器外空氣的密度．
故答案為：12.9；加熱使氣體膨脹；0.5；小于．

點(diǎn)評 此題考查了質(zhì)量、重力的計算、懸浮的條件和應(yīng)用，阿基米德原理和二力平衡的條件等內(nèi)容，涵蓋了力學(xué)較多的知識點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)，有一定的難度．