热气球中,热空气的密度与它悬停时气球外的空气密度一致.
背景知识:1、气体的体积随着温度的升高会很快的膨胀,那么一定质量的气体体积增加密度必然减小,同体积的热空气比同体积的冷空气轻所以总是浮在冷空气上面,就如同油浮在水面上一样。
2、地球上的空气在某一小范围密度是均匀的,但是根据万有引力定律,具体地球的距离越远,空气收到的地球引力越小,也就是说,地球能吸引的空气分子的数量越少,所以,实际上从地面到外太空,空气的密度是逐渐减小的,地面上热气球中的热空气密度小于气球外的空气所以会由于浮力上升,但是随着高度的上升,外面空气的密度越来越小,直到热气球中空气的密度和外界空气密度相同是,热气球处于悬浮状态。
至于氢气球为什么会一直上升,原因是氢气的密度远远小于空气的密度,所以氢气能上升到更高的高度,但是氢气球实际上也不能毫无限制的上升的,它只能上升到空气密度和氢气密度相当的高度,这个高度已经接近没有大气层的程度,由于温度,打气对流等一些实际原因,氢气球往往还没有到达这样的高度就已经爆炸了。
阿基米德原理的内容:浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力.
数学表达式:F浮=G排=ρ涂·g·V排.
单位:F浮———牛顿,ρ涂——千克/米3,g%%——牛顿/千克,V排———米3.
浮力的有关因素:浮力只与ρ液,V排有关,与ρ物(G物),h深无关,与V物无直接关系.
适用范围:液体,气体.
三,推导阿基米德原理
根据浮力产生原因——上下表而的压力差:
p=ρ液gh1,=ρ涂gh2=ρ液g(h1+l).
F浮=F向上-F向下=pl2-l2=ρ液g[h1-(h1+l)]l2=ρ液·g·V排.
五,说明
以往教学时,阿基米德原理公式直接给出F浮=ρ涂·g·V排,并着重强调ρ液,V排的含义,这样学生会牢记公式F浮=ρ液·g·V排,而忽视F浮=G排,这样就偏离了阿基米德原理的根本内容,我在设计此教案时,刻意地把阿基米德原理的数学表达式先写成F浮=G排,再给出G排=ρ液·g·V排,从而完成F浮=G排=ρ液·g·V排,这样学生可以更好地理解阿基米德原理的实质,并掌握了重力的一种表达式G=ρ·g·V.