氢气球在上升的过程中浮力为什么会减小?

来源：学生作业帮编辑：拍题作业网作业帮分类：物理作业时间：2024/05/07 19:50:17

氢气球在上升的过程中浮力为什么会减小?
在上升的过程中,如果氢气球不爆炸,那么外面空气密度会很小,造成内外压强差,气球就会膨胀的很大,与此同时,空气又稀薄,所以V排增大,p变小,为什么浮力就会变小呢?

浮力是怎么产生的?是因为气球的周围有空气,浮力的大小等于气球排开的空气的重量（和在水中一个道理）,那么：
F浮=m空g=ρ空V排g
你的理解是,ρ空虽然减小了,但V排增大了,F浮怎么就一定会变小呢?
让我们做个思维实验：
气球一直上升,空气密度越来越小,气球体积越来越大；其极限结果是,空气密度为零,气球体积无限大.好,现在你想,气球受到的浮力为多大?
根据上面的公式,ρ空=0,则F浮=0.没有了空气,就根本谈不上浮力.
浮力从有到0,是不是逐渐变小?
再问：空气的密度不可能为0，如果按照无穷小考虑呢？
再答：因为我们假设的是极限状况，无穷小的极限不就是零吗？
再问： ok,明显是不一样的。比如lim n→1/∞（x*(1/（x^2）))）=∞，但是按照0来计算没有意义。不过其实我自己懂了，氢气的密度小于大气，质量不变，当他上升到大气密度与自身密度相同时就会悬浮了，重力等于浮力；在此之前浮力大于重力，如果在往上，重力就会大于浮力，所以浮力是处于一个逐渐减小的过程（重力不变），这样做对吗？
再答：这样理解当然对，而且就是应该这样解释。我之所以提出这个思维实验，是因为你开始时纠结于空气密度减小和气球体积增大之间的关系。之所以没有采取你追问中的解释，是因为我给出的解释中可以不必考虑密度、体积等因素，我不去考虑气球中装的是什么，把它当成一个只要有浮力就会上浮的东西，最终推出浮力为零的结论。

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