科研人员乘气球进行科学考察.气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为900kg,在空中停留一段时间后,科研人员发现气球因漏气而下降,及时堵住.堵住时气球下降速度为l m/s,且做匀加速运动,4s内下降了12m.若空气阻力和泄漏气体的质量均可忽略,重力加速度 g=10m/s2,求至少抛掉多重的压舱物才能阻止气球加速下降.

问题描述:

科研人员乘气球进行科学考察.气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为900kg,在空中停留一段时间后,科研人员发现气球因漏气而下降,及时堵住.堵住时气球下降速度为l m/s,且做匀加速运动,4s内下降了12m.若空气阻力和泄漏气体的质量均可忽略,重力加速度 g=10m/s2,求至少抛掉多重的压舱物才能阻止气球加速下降.

设漏气后气球所受浮力为F,加速下降的加速度为a.由s=v0t+12a t2 得a=2(s−v0t)t2=1m/s2由牛顿第二定律得:mg-F=ma              &nbs...
答案解析:气球因漏气导致其浮力变小,所以气球做向下匀加速运动,为了阻止加速下降,因此抛掉压舱物体,减少重力,确保安全.在此过程中,已知时间、下降的位移、初速度,由运动学公式可求出加速度,再由牛顿第二定律可得抛掉的重物.
考试点:牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.


知识点:本题结合实际情景来将运动与力学题目相结合起来,主要让学生掌握如何由运动去求力的问题的方法.注意最后还要用原来的重力减去现在的重力.