在理想状态下一个1立方米体积的氢气球和一个1立方米体积的氦气球在相同时间内哪个飞得更高?100分保底,有详细过程的再加1

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这道题目给出的条件太少,但我试着按自己所理解的做
先受力分析：
水平方向受力为0；
竖直方向：F浮力=P空气*V气*g,竖直向上；
G重力=P气*V气*g,竖直向下；
F阻力=m气*k^2*g*v,
由于解题的方便,我这里假设F阻力与气球速度的一次方成正比,但是实际生活中是与速度的两次方成正比；
整个物理过程很明确,一开始气球做变加速直线运动,当速度v增加到v^2=(P空-P气）/（P气*k^2) 时,F浮力=G重力+F阻力气球受力为0,气球做速度为v=sqrt{(P空-P气）/（P气*k^2)} 的匀速运动.
动力学方程：竖直方向为x轴,方向向上.
m*x''=F浮力-F阻力-G重力
经化简,x''+k^2*x'= （P空/P气)-1
x=c1+c2*exp(-k^2*t)+[（P空/P气)-1]/(k^2）*t c1,c2为常数
由边界条件,t=0时,x=0,v=x'=0,可得到c1和c2
再回到题目
氢气：
x=c1+c2*exp(-k^2*t)+ [（P空/P氢气)-1] /(k^2)*t
v=c2*(-k^2)*exp(-k^2*t)+[（P空/P氢气)-1]/ (k^2)
氦气：
x=c1+c2*exp(-k^2*t)+[（P空/P氦气)-1]/(k^2)*t
v=c2*(-k^2)*exp(-k^2*t)+[（P空/P氦气)-1] /(k^2)
因此在相同时间内,无论是在做变加速直线运动,还是后来的匀速直线运动,一个1立方米体积的氢气球比一个1立方米体积的氦气球在相同时间内飞得更高.

1年前

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wakin7182 幼苗

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若不计大气层密度变化,那么由已知,两球所受浮力一样大,又因为氢气密度较小,因而,氢气球飞的快.

1年前

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蜡笔小刚幼苗

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你好
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首先，先计算一下1立方米体积的氦气球自身所受的重力：
G氦=m氦*g=P氦*V氦*g=0.18*1*10=1.8（N）
然后，计算一下1立方米体积的氢气球自身所受的重力：
G氢=m氢*g=P氢*V氢*g=0.0...

1年前

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踏山缺幼苗

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不知你所指的理想状况具体什么意思，如果是忽略上升过程中的空气阻力，并且在上升过程中大气密度保持不变，那么可以做如下分析：
1，气球受力分析，他们都受到浮力和自身重力两个力，因为他们都是1立方米的球体，所以排开的空气体积是一样的，根据浮力表达式，浮力相同；但是重力，需要注意的是，在标准状况下，一摩尔任何气体的体积是一样的，所以体积一样的两组气体，应该具有相同的摩尔数，但是他们摩尔质量不同，所...

1年前

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lizhijiann 幼苗

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体积相同浮力相同，氧气重力大则合力小，因此加速度达，若从同一位置上升那么氮气球的速度更大。若没有考虑上升距离则不一定。

1年前

1

xtx1 幼苗

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似乎应该考虑空气阻力
我再算算

1年前

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牛家老二幼苗

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首先，先计算一下1立方米体积的氦气球自身所受的重力：
G氦=m氦*g=P氦*V氦*g=0.18*1*10=1.8（N）
然后，计算一下1立方米体积的氢气球自身所受的重力：
G氢=m氢*g=P氢*V氢*g=0.09*1*10=0.9(N)
在空气中，氢气球与氦气球排开空气的体积相同，根据浮力公式：
F浮=G排
所以，氢气球与氦气球排开空气的...

1年前

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calcahs 幼苗

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很简单一句话谁轻谁就快

1年前

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羽暮玮幼苗

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首先，先计算一下1立方米体积的氦气球自身所受的重力：
G氦=m氦*g=P氦*V氦*g=0.18*1*10=1.8（N）
然后，计算一下1立方米体积的氢气球自身所受的重力：
G氢=m氢*g=P氢*V氢*g=0.09*1*10=0.9(N)
在空气中，氢气球与氦气球排开空气的体积相同，根据浮力公式：
F浮=G排
所以，氢气球与氦气...

1年前

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jianghuijj 幼苗

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空气密度为1.293kg/m3,,氦气密度为0.1786kg/m3,氢气密度为0.0899kg/m3.
根据F=ma,在相同时间里二者谁受力大,平均加速度就高,
则平均速度就大,便飞的高.
根据浮力公式总浮力F=液体密度(环境)*重力加速度g*物体排开液体体积V,计算氦气球所受力F1=(1.293-0.1786)*9.8*1=10.92112N,氢气球所受力F2=(1.29...

1年前

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飞刀宝贝幼苗

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想想就可以了，如果球里装的是密度和空气差不多的气体，肯定飞得最慢。
氦气和空气密度比较接近，所以是氢气飞的快

1年前

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chenling128888 幼苗

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在相同时间内哪个飞得更高,要看哪个受到的合力大,以获得更大的加速度。因为体积相同,受到的浮力相同,但氢气密度比氦气的密度小,因此重力也小,故其向上的合力比氦气的合力大,所以氢气球在相同的时间内升得更高。

1年前

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53458006 幼苗

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已知：ρ_Air>ρ_He>ρ_H2，气球体积同为V，取竖直向上为正方向，忽略空气摩擦，则
对氢气球：质量m1=ρ_H2×V，合外力F1=(ρ_Air-ρ_H2)Vg,加速度a1=F1/m1=(ρ_Air-ρ_H2)g/ρ_H2=(ρ_Air/ρ_H2-1)g
对氦气球：同理得a2=(ρ_Air/ρ_He-1)g
所以a1>a2,在相同时间内氢气球飞得更高。...

1年前

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柏拉图兔幼苗

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不知你所指的理想状况具体什么意思，如果是忽略上升过程中的空气阻力，并且在上升过程中大气密度保持不变，那么可以做如下分析：
1，气球受力分析，他们都受到浮力和自身重力两个力，因为他们都是1立方米的球体，所以排开的空气体积是一样的，根据浮力表达式，浮力相同；但是重力，需要注意的是，在标准状况下，一摩尔任何气体的体积是一样的，所以体积一样的两组气体，应该具有相同的摩尔数，但是他们摩尔质量不同，...

1年前

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