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孔明燈俗稱許愿燈,又稱祈天燈??酌鳠舻慕Y(jié)構(gòu)可分為主體與支架兩部分,一般的孔明燈是用竹片扎成圓桶形,外面以薄紙密密包圍好,開口朝下,孔明燈可大可小,可圓形也可長方形。
在燈籠的下面固定一個(gè)小碟,在碟內(nèi)放入燃料,點(diǎn)燃燃料,孔明燈內(nèi)部空氣受熱膨脹,部分氣體流出,隨著溫度的升高,孔明燈內(nèi)部的空氣密度不斷減小,數(shù)量關(guān)系如下表所示,當(dāng)孔明燈內(nèi)的空氣被加熱到一定溫度時(shí),就能騰空而起。
燈籠受到的空氣浮力可以用阿基米德原理計(jì)算,即F浮=ρ空氣Vg(g取10N/kg)。溫度為20℃時(shí),空氣密度為1.2kg/m3(忽略孔明燈升空過程中外界空氣密度的變化),從點(diǎn)燃到升空,整個(gè)過程中孔明燈運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示。
t/℃ |
90 |
100 |
110 |
120 |
130 |
ρ(kg/m3) |
0.97 |
0.94 |
0.91 |
0.88 |
0.85 |
(1)為了更容易升空,制作孔明燈最好選用
質(zhì)量
質(zhì)量
小的材料;
(2)在t
0~t
1這段時(shí)間內(nèi),孔明燈
不是
不是
(填“是”或“不是”)處于平衡狀態(tài);
(3)下列事例中物體上浮過程和孔明燈升空原理相同的是
B
B
;
A.向鹽水中加水,使水中的雞蛋上浮
B.卸載貨物后船體上浮
(4)孔明燈體積大約為0.02m
2,環(huán)境溫度為20℃,孔明燈制作材料和燃料總質(zhì)量為5.2g,燈內(nèi)空氣的溫度至少要達(dá)到
100
100
℃,孔明燈才能起飛(忽略燃料質(zhì)量的變化)。