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【题目】2015年10月,我国研发的平流层飞艇“圆梦”号(如图甲)首飞成功.飞艇依靠浮力可升到20km高的平流层,其推进系统有太阳能电池提供能量.推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡,可使飞艇长时间悬停.
(1)太阳能属于能源.
(2)飞艇气囊内的气体密度比艇外的空气密度 . 若飞艇的气囊体积为3×104m3 , 则飞艇在平流层受到的浮力约为N.(平流层空气密度取0.06kg/m3 , g取10N/kg)
(3)飞艇悬停时,推进器将空气推向后方获得向前的推力,说明;飞艇所受的空气阻力与风速的关系如图乙,推进器的功效(功效是指推进器的推力与功率的比值)为0.01N/W,当平流层风速为40m/s时,飞艇推进器的功率为W.

【答案】
(1)可再生
(2)小;1.8×104
(3)力的作用是相互的;1.44×105
【解析】解:(1)太阳能可从自然界不断获得,属可再生能源;(2)飞艇是利用它们在空气中的浮力来工作的;根据阿基米德原理FgV与GgV比较可知:在V=V的条件下,要使F>G , 只有当飞艇内的气体密度小于空气的密度时,才可以升空;飞艇在平流层受到的浮力:F空气gV=0.06kg/m3×10N/kg×3×104m3=1.8×104N;(3)飞艇悬停时,推进器向后推动空气,对空气施加力的作用,由于物体间力的作用是相互的,因此空气对飞艇施加向前的反作用力,飞艇就前进了;由图乙可知,当风速为400m2/s2时,飞艇受到的阻力f=360N,当平流层风速为40m/s时,飞艇受到的阻力f′= ×360N=1440N;飞艇悬停在空中,因此飞艇受到的水平推力和阻力是一对平衡力,所以,水平推力:F=f′=1440N,此时飞艇推进器的功率为:P= = =1.44×105W.所以答案是:(1)可再生;(2)小;1.8×104;(3)力的作用是相互的;1.44×105W.
【考点精析】认真审题,首先需要了解力的作用相互性(只有一个物体不能产生力,物体与物体间力的作用是相互的.注意: 1、不直接接触的两个物体之间也能够产生力.2、两个物体相互接触不一定会产生力.3、两个物体不相互作用,就一定不会产生力),还要掌握浮力大小的计算(浮力的公式为:F= Ggv)的相关知识才是答题的关键.

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