2.(2019·云南昆明市4月质检)科研人员乘热气球进行科学考察,气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为M=200 kg.

2.(2019·云南昆明市4月质检)科研人员乘热气球进行科学考察,气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为M=200 kg.热气球在空中以v0=0.1 m/s的速度匀速下降,距离水平地面高度h=186 m时科研人员将质量m=20 kg的压舱物竖直向下抛出,抛出后6 s压舱物落地.此过程中压舱物所受空气阻力可忽略不计,热气球所受浮力不变,重力加速度取g=10 m/s2,求:
(1)压舱物刚被抛出时的速度大小;
(2)压舱物落地时热气球距离水平地面的高度.
答案 (1)1 m/s (2)206 m
解析 (1)设压舱物抛出时的速度为v1,热气球的速度为v2
压舱物抛出后做竖直下抛运动,由运动学规律有:
hv1tgt2
代入数据得到:v1=1 m/s
(2)热气球和压舱物组成的系统动量守恒,以v0的方向为正方向,Mv0=mv1+(Mm)v2
代入数据得到:v2=0
设热气球所受浮力为F,则FMg
压舱物抛出后对热气球进行受力分析,由牛顿第二定律有:F-(Mm)g=(Mm)a
代入数据得到:a m/s2
热气球6 s上升的高度为:h2=v2tat2
代入数据得到:h2=20 m
Hh1+h2=206 m.
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码: