Question

觀光旅游、科學(xué)考察經(jīng)常利用熱氣球，保證熱氣球的安全就十分重要．科研人員進(jìn)行科學(xué)考察時(shí)，氣球、座艙、壓艙物和科研人員的總質(zhì)量為800kg，在空中停留一段時(shí)間后，由于某種故障，氣球受到的空氣浮力減小，科研人員發(fā)現(xiàn)氣球在豎直下降，此時(shí)下降速度為2m/s，且做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過4s下降了16m后，立即拋掉一些壓艙物，氣球勻速下降．不考慮氣球由于運(yùn)動(dòng)而受到的空氣阻力．重力加速度g=1Om/s²．求：

（1）拋掉的壓艙物的質(zhì)量m是多大？

（2）拋掉一些壓艙物后，氣球經(jīng)過5s下降的高度是多大？

Answer 1

考點(diǎn)：牛頓第二定律；物體的彈性和彈力．

專題：牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題．

分析：（1）先利用運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算出下降的加速度，由牛頓地的定律表示出加速度，勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受合力為零聯(lián)立即可求得

（2）求出4s末的速度，然后做勻速運(yùn)動(dòng)，由hvt求的下降高度；

解答：  解：（1）設(shè)氣球加速下降的加速度為a，受到的浮力為F，則有：

s=

代入數(shù)據(jù)解得：a=1m/s²

由牛頓第二定律有：Mg﹣F=Ma

拋掉一些壓艙物，氣球勻速運(yùn)動(dòng)，則有：（M﹣m）g=F

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得：m=80kg

（2）加速下降階段獲得的速度為：v₁=v₀+at=2+1×4m/s=6m/s

勻速下降的高度為：h=v₁t′=6×5m=30m

答：（1）拋掉的壓艙物的質(zhì)量m是80kg

（2）拋掉一些壓艙物后，氣球經(jīng)過5s下降的高度是30m

點(diǎn)評(píng)：本題結(jié)合實(shí)際情景來將運(yùn)動(dòng)與力學(xué)題目相結(jié)合起來，主要讓學(xué)生掌握如何由運(yùn)動(dòng)去求力的問題的方法．