Question

科研人員乘氣球進(jìn)行科學(xué)考察．氣球、座艙、壓艙物和科研人員的總質(zhì)量為990kg．氣球在空中停留一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)氣球漏氣而下降，及時(shí)堵住．堵住時(shí)氣球下降的速度為1m/s，且做勻加速運(yùn)動(dòng)，4s內(nèi)下降了12m．為使氣球安全著陸，向艙外緩慢拋出一定的壓艙物．此后發(fā)現(xiàn)氣球做勻減速運(yùn)動(dòng)，下降速度在5分鐘內(nèi)減少3m/s．若空氣阻力和泄漏氣體的質(zhì)量均可忽略，重力加速度g=9.89m/s²，則拋出壓艙物前，氣球的加速度為

 

m/s²；拋掉的壓艙物的質(zhì)量為

 

kg．

Answer 1

分析：氣球因漏氣導(dǎo)致其浮力變小，所以氣球做向下勻加速運(yùn)動(dòng)，為了阻止加速下降，因此拋掉壓艙物體，減少重力，確保安全．在此過(guò)程中，已知時(shí)間、下降的位移、初速度，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可求出加速度，再由牛頓第二定律可得拋掉的重物．

解答：解：由牛頓第二定律得：
mg-f=ma
h=v₀t+

1

2

at2
拋物后減速下降有：f-（m-m′）g=（m-m′）a′
△v=a′△t
解得：a=1m/s²，m/=101kg
故答案為：1；101

點(diǎn)評(píng)：本題結(jié)合實(shí)際情景來(lái)將運(yùn)動(dòng)與力學(xué)題目相結(jié)合起來(lái)，主要讓學(xué)生掌握如何由運(yùn)動(dòng)去求力的問(wèn)題的方法．注意最后還要用原來(lái)的重力減去現(xiàn)在的重力．