015年10月，我國研發的平流層飛艇“圓夢”號（如圖*）首飛成功．飛艇依靠浮力可升到20km高的平流層，其推進...

問題詳情：

015年10月，我國研發的平流層飛艇“圓夢”號（如圖*）首飛成功．飛艇依靠浮力可升到20km高的平流層，其推進系統有太陽能電池提供能量．推進器產生的推力與氣流對飛艇的水平作用力平衡，可使飛艇長時間懸停．

（1）太陽能屬於　　能源．

  （2）飛艇氣囊內的氣體密度比艇外的空氣密度　　．若飛艇的氣囊體積為3×104m3，則飛艇在平流層受到的浮力約為　　N．（平流層空氣密度取0.06kg/m3，g取10N/kg）

  （3）飛艇懸停時，推進器將空氣推向後方獲得向前的推力，說明　　；飛艇所受的空氣阻力與風速的關係如圖乙，推進器的功效（功效是指推進器的推力與功率的比值）為0.01N/W，當平流層風速為40m/s時，飛艇推進器的功率為　　W．

【回答】

【考點】太陽能；力作用的相互*；浮力大小的計算；功率的計算．

【分析】（1）可以從自然界源源不斷地得到的能源稱之為可再生能源；一旦消耗就很難再生的能源稱之為不可再生能源；

（2）當浮力大於重力或者物體密度小於氣體密度時，物體上浮；

已知空氣的密度和飛艇的體積，根據公式F浮=ρ空氣gV排可求飛艇受到的浮力；

（3）力是物體對物體的作用，物體間力的作用是相互的；

根據飛艇所受的空氣阻力與風速的關係圖可知，飛艇勻速飛行時受到受到的水平推力和阻力是一對平衡力，二力大小相等，根據推進器的功效求出飛艇推進器的功率．

【解答】解：

（1）太陽能可從自然界不斷獲得，屬可再生能源；

（2）飛艇是利用它們在空氣中的浮力來工作的；根據阿基米德原理F浮=ρ液gV排與G艇=ρ艇gV艇比較可知：在V排=V艇的條件下，要使F浮＞G艇，只有當飛艇內的氣體密度小於空氣的密度時，才可以升空；

飛艇在平流層受到的浮力：

F浮=ρ空氣gV排=0.06kg/m3×10N/kg×3×104m3=1.8×104N；

（3）飛艇懸停時，推進器向後推動空氣，對空氣施加力的作用，由於物體間力的作用是相互的，因此空氣對飛艇施加向前的反作用力，飛艇就前進了；

由圖乙可知，當風速為400m2/s2時，飛艇受到的阻力f=360N，

當平流層風速為40m/s時，飛艇受到的阻力f′=×360N=1440N；

飛艇懸停在空中，因此飛艇受到的水平推力和阻力是一對平衡力，所以，水平推力：F=f′=1440N，

此時飛艇推進器的功率為：P===1.44×105W．

故*為：（1）可再生；（2）小；1.8×104；（3）力的作用是相互的；1.44×105W．

知識點：各地會考

題型：綜合題