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牛顿运动定理解决问题

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/12 15:20:05
具体受力情况?
解题思路: 题目的意思是,科研人员开始堵漏时,气球下降的速度为1m/s,从此时开始计时,4s内气球下降了12m,抛出压舱物后,气球在5min(300s)的时间内速度减小了3m/s。
解题过程:
气球的运动可分为两个阶段:1、匀加速下降阶段(加速度方向向下);2、匀减速下降阶段(加速度方向向上)。而“漏气质量可以忽略”这句话的意思是,气球的体积变化可以忽略,因此气球受到的浮力变化也可以忽略。
第一阶段:由匀加速直线运动的位移公式(x=v0t+a1t2/2)可以求出气球的加速度为:a1=1m/s2
由于气球受到的浮力和阻力方向都是竖直向上,因此设二者的合力为F,而重力的方向竖直向下,根据牛顿第二定律:mg-F=ma1,由此可得:F=mg-ma=8801.1N。
第二阶段:由加速度的定义可得气球做匀减速运动的加速度为a2=0.01m/s2
设被抛出的压舱物的质量为m1,再由牛顿第二定律:F-(m-m1)g=(m-m1)a2
由此可得抛出的压舱物的质量为:m1=101kg。
最终答案:略