一质量为M的探空气球在匀速下降,若气球所受浮力F始终保持不变,气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关,重力加速度为g.现欲使该气球以同样速率匀速上升,则需从气球吊篮中减少的质量为( )A. 2(M-Fg)B. M-2FgC. 2M-FgD. g
问题描述:
一质量为M的探空气球在匀速下降,若气球所受浮力F始终保持不变,气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关,重力加速度为g.现欲使该气球以同样速率匀速上升,则需从气球吊篮中减少的质量为( )
A. 2(M-
)F g
B. M-
2F g
C. 2M-
F g
D. g
答
匀速下降时,受到重力Mg,向上的浮力F,向上的阻力f,根据共点力平衡条件
Mg=F+f ①
气球匀速上升时,受到重力(M-△m)g,向上的浮力F,向下的阻力f,根据共点力平衡条件
(M-△m)g+f=F ②
由①②式解得
△m=2(M-
)F g
故选A.
答案解析:分别对气球匀速上升和匀速下降过程进行受力分析,根据共点力平衡条件列式求解即可.
考试点:共点力平衡的条件及其应用.
知识点:本题关键对气球受力分析,要注意空气阻力与速度方向相反,然后根据共点力平衡条件列式求解.