2012年10月15日，奧地利著名極限運(yùn)動(dòng)員鮑姆加特納乘坐熱氣球從距地面高度約39km的高空跳下，并成功著陸．如圖所示．該熱氣球由太空艙，繩索和氣囊三部分組成．氣囊與太空艙之間利用繩索連接．在加熱過程中氣囊中氣體受熱膨脹．密度變小，一部分氣體逸出，當(dāng)熱氣球總重力小于浮力時(shí)便開始上升．
假定鮑姆加特納是在豎直方向上運(yùn)動(dòng)的，并經(jīng)歷了以下幾個(gè)運(yùn)動(dòng)階段：他首先乘坐熱氣球從地面開始加速上升到離地高h(yuǎn)
1=1km處，此階段繩索對(duì)太空艙向上的總拉力恒為F
1=3002.5N；接著再勻速上升到離地面高h(yuǎn)
2=38km處，此階段繩索對(duì)太空艙向上的總拉力恒為F
2=3000N；然后再減速上升到離地高h(yuǎn)
3=39km處，此階段繩索對(duì)太空艙向上的總拉力恒為F
3=2997.5N；他在上升過程中共用時(shí)t
1=1×10
4s，在離地高39km處立即跳下．自由下落t
2=4min后速度已超過音速，最后打開降落傘，又用時(shí)t
3=16min又安全到達(dá)地面．忽略髙度對(duì)g的影響，取g=10N/kg．求：
①從離開地面到安全返回地面的整個(gè)過程中，運(yùn)動(dòng)員的平均速度是多少？（結(jié)果取整數(shù)）
②在熱氣球上升過程中．繩索對(duì)太空艙向上的總拉力做功的平均功率是多少？
③當(dāng)熱氣球上升到離地高20km處．若熱氣球總質(zhì)量（含氣囊里面氣體）m=7.18×10
4kg，整個(gè)熱氣球的體積V=8×10
5m
3，整個(gè)熱氣球受到的空氣阻力f=2×10
3N，不考慮氣流（或風(fēng)） 對(duì)熱氣球的影響．則此高度處的空氣密度是多少？