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【题目】总质量为460kg的热气球,从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s2,此时热气球所受阻力为零;当热气球上升到175m时,以10m/s的速度向上匀速运动,同时有一颗质量为0.01kg的小铆钉从热气球上脱离掉落,(小铆钉不受空气阻力作用)小铆钉脱离时相对热气球静止。若从离开地面后热气球所受浮力保持不变,且忽略小铆钉脱落对气球质量的影响。上升过程中热气球总质量不变,重力加速度g=10m/s2 。求:

(1)热气球所受浮力大小;

(2)匀速上升时热气球所受的空气阻力;

(3)小铆钉落地时热气球离地的高度。

【答案】(1) (2) (3) 245m

【解析】

(1)匀加速上升阶段,热气球受重力和浮力,根据牛顿第二定律列式求解浮力;
(2)匀速上升时热气球受重力、浮力和空气的阻力,根据共点力平衡条件列式;
(3)小铆钉做竖直上抛运动,根位移时间关系公式列式求解时间对气球运用运动学公式列式求解高度

(1)气球匀加速上升过程中,受到向上的浮力,向下的重力,根据牛顿第二定律可得:

所以

匀速上升时,气球受到向上的浮力,向下的重力和阻力作用,三力合力为零,故有

所以

(3)小铆钉先做初速度为10m/s的竖直上抛运动,然后做自由落体运动,竖直上抛运动时间为

上升的高度为

故小铆钉做自由落体运动的高度为h=175+h1=

做自由落体运动时间为

故气球上升的高度为h2=()

故此时气球离地的高度为: H=175m+h2=245m。

练习册系列答案
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【题目】下列关于质点的说法中正确的是  

A. 大的物体不能看作质点,小的物体能看作质点

B. 研究自行车的运动时,虽然车轮在转动,但在研究某些方面时,仍能将自行车视为质点

C. 当研究一列火车全部通过桥所需的时间时,因为火车上各点的运动相同,所以可以把火车视为质点

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1)滑块运动的加速度?

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【题目】(16分)为了研究过山车的原理,某物理小组提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为,长为的倾斜轨道AB,通过微小圆弧与长为的水平轨道BC相连,然后在C处设计一个竖直完整的光滑圆轨道,出口为水平轨道D,如图所示。现将一个小球从距A点高为h="0.9" m的水平台面上以一定的初速度水平弹出,到A点时速度方向恰沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下。已知小球与ABBC间的动摩擦因数均为10m/s2,求:

1)小球初速度的大小;

2)小球滑过C点时的速率

3)要使小球不离开轨道,则竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件。

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【题目】汽车以恒定功率P由静止开始在水平路面上启动,其所受阻力大小恒为f,经过时间t,汽车的运动速度v1刚好满足P=fv1,在此过程中,( )

A. 汽车做匀加速直线运动 B. 汽车牵引力做功为

C. 汽车牵引力做功为Pt D. 汽车最终做匀速运动时的速度大小大于v1

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【题目】北京时间2016915日晚1004分,中国在酒泉卫星发射中心用长征二号F—T2”火箭将天宫二号空间实验室成功发射升空,顺利入轨并正常开展各项科研活动,如图.关于天宫二号与火箭起飞的情形,下列叙述正确的是( )

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C. 运载火箭尾部喷出的气体对空气产生作用力,空气的反作用力使火箭获得飞行的动力

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【题目】如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图,它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r=0.10m、匝数n=20匝的线圈,磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)。在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为,线圈的电阻为,它的引出线接有的小电珠L。外力推动线圈框架的P端,使线圈沿轴线做往复运动,便有电流通过小电珠。当线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示时(摩擦等损耗不计)。求:

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