某探空气球(包括其下方的吊篮)与其下方吊篮中物体的质量之比为1:2,吊篮所受的浮力和空气阻力忽略不计,气球所受的空气阻力与速度成正比、所受浮力始终保持不变,此时气球以

发布时间:2020-07-29 02:39:09

某探空气球(包括其下方的吊篮)与其下方吊篮中物体的质量之比为1:2,吊篮所受的浮力和空气阻力忽略不计,气球所受的空气阻力与速度成正比、所受浮力始终保持不变,此时气球以1m/s的速度竖直向下运动.如果吊篮中物体的质量减少一半,经过一段时间后,气球恰好能以1m/s的速度竖直向上运动.若去掉吊篮中所有的物体,气球能达到的最大速度为A.2m/sB.3m/sC.4m/sD.5m/s

网友回答

B解析分析:(1)气球在空气中受到重力、阻力和浮力的作用,当匀速下降时,受到的力是平衡力;(2)气球在空气中受到重力、阻力和浮力的作用,当匀速上升时,受到的力是平衡力;(3)气球在上升和下降时,所受阻力的方向是不同的,阻力的方向总是与运动方向相反.由平衡条件列方程求解.解答:设气球质量为m,则物体质量为2m,由题意知空气阻力f=kv.(1)当气球匀速下降时,受重力G=3mg,方向竖直向下;浮力F,方向竖直向上;和空气阻力F=kv=k,方向竖直向上;由平衡条件得:3mg=F+k??????? ①;(2)吊篮中物体的质量减少一半后,当气球以同样匀速上升时,受重力2mg,方向竖直向下;浮力F,方向竖直向上;空气阻力f=kv=k,方向竖直向下;由平衡条件得:2mg+k=F???????? ②;(3)去掉吊篮中所有的物体时,气球上升,设最终匀速运动,速度最大为v,此时气球受重力mg,方向竖直向下;阻力f'=kv,竖直向下;浮力F,竖直线上;由平衡条件得:mg+kv=F???? ③.由①②③解得:v=3m/s.故选B.点评:本题考查学生对物体的受力分析和二力平衡条件的理解应用情况,是一道基础题;解题的关键是:知道去掉吊篮中所有的物体后,经过一段时间,气球最终要匀速上升,处于平衡状态.
以上问题属网友观点,不代表本站立场,仅供参考!