总质量为M的气球由于故障在高空以匀速v下降,为了阻止继续下降,在t=0时刻,从热气球中释放了一个质量为m的沙袋,不计空气力,问:(1)经过多少时间气球停止下降?(2)气球停止下降时,沙袋的速度为多大?

问题描述:

总质量为M的气球由于故障在高空以匀速v下降,为了阻止继续下降,在t=0时刻,从热气球中释放了一个质量为m的沙袋,不计空气力,问:
(1)经过多少时间气球停止下降?
(2)气球停止下降时,沙袋的速度为多大?

(1)气球匀速下降时,受力分析如图所示,,由平衡得:F=Mg…①气球释放沙袋后,受力分析如图所示;由于浮力不变,合力向上,产生了向上的加速度,根据牛顿第二定律得:F-(M-m)g=(M-m)a…②气球速度减为零,v=at...
答案解析:先根据牛顿第二定律求出热气球释放沙袋后的加速度,根据v=at求停止所用时间;然后根据速度公式可求速度.
考试点:牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系.
知识点:解决本题的关键是选好过程,做好受力分析,然后利用牛顿第二定律和速度公式即可求解,是基础题.