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质量为M的气球上有一质量为m的人,共同静止在距地面高为h的空中.现在从气球中放下一根不计质量的软绳,人沿着软绳下滑到地面.则软绳至少为多长,人才能安全到达地面?
   
人和气球原来静止,说明人和气球组成的系统所受外力(重力和浮力)的合力为零.在人沿软绳下滑的过程中,它们所受的重力和浮力都没变,故系统的合外力仍为零,动量守恒.设人下滑过程某一时刻速度大小为v,此时气球上升的速度大小为V,取向上方向为正,由动量守恒定律得MV-mv=0,即MV=mv.
由于下滑过程中的任一时刻,人和气球的速度都满足上述关系,故它们在这一过程的平均速度也满足这一关系,即 M=m.同乘以人下滑的时间,得Mt=mt,即MH=mh.气球上升的高度为 H=h.
人要安全到达地面,绳长至少为L=H+h=+h=h.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图16-1-3所示为气垫导轨上两个滑块A、B相互作用后运动过程的频闪照片,频闪的频率为10 Hz.开始两个滑块静止,它们之间有一根被压缩的轻弹簧,滑块用绳子连接,绳子烧断后,两个滑块向相反方向运动.已知滑块A、B的质量分别为200 g、300 g.根据照片记录的信息,释放弹簧,A、B离开弹簧后,A滑块做___________运动,其速度大小为___________.本实验得出“在实验误差范围内,两木块组成的系统速度与质量乘积mv守恒”这一结论的依据是________________.

图16-1-3

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图,长木板ab的b端固定一挡板,木板连同挡板的质量为M="4.0" kg,a、b间距离s="2.0" m.木板位于光滑水平面上.在木板a端有一小物块,其质量m="1.0" kg,小物块与木板间的动摩擦因数μ=0.10,它们都处于静止状态.现令小物块以初速v0="4.0" m/s 沿木板向前滑动,直到和挡板相碰.碰撞后,小物块恰好回到a端而不脱离木板.求碰撞过程中损失的机械能.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

一质量为6×103 kg的火箭从地面竖直向上发射,若火箭喷射燃料气体的速率(相对于火箭)为103 m/s,求:
(1)每秒钟喷出多少气体才能有克服火箭重力所需的推力?
(2)每秒钟喷出多少气体才能使火箭在开始时有20 m/s2的加速度?(取g="10" m/s2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一个人在地面上立定跳远最好成绩是s.假设他站在静止于地面的小车的A端(车与地面的摩擦不计),如图8-5-4所示,他欲从A端跳上L远处的站台上,则……(   )

图8-5-4
A.只要L<s,他一定能跳上站台
B.只要L<s,他有可能跳上站台
C.只要L=s,他一定能跳上站台
D.只要L=s,他有可能跳上站台

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在光滑水平面上停放着一辆平板车,车上站着质量分别为m1和m2的两个人.现两人都以相同的对地速度,从车尾跳下车.如果两人同时跳下车,车的运动速度为v1;如果两人是先后跳下车,车的运动速度为v2.则(   )
A.一定有v1=v2B.一定有v1>v2C.一定有v1<v2D.与m1和m2的大小有关

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,质量均为m的两块完全相同的木块A、B,放在一段粗糙程度相同的水平地面上,木块A、B间夹有一小块炸药(炸药的质量可以忽略不计)。让A、B以初速度v0一起从O点滑出,滑行一段距离后到达P点,速度变为v0/2,此时炸药爆炸使木块A、B脱离,发现木块B立即停在原位置,木块A继续沿水平方向前进。已知O、P两点间的距离为x,炸药爆炸时释放的化学能50%转化为木块的动能,爆炸时间很短可以忽略不计,求:

i. 木块与水平地面的动摩擦因数μ;
ii.炸药爆炸时释放的化学能。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一辆小车静止在光滑水平面上,A、B两人分别站在车的两端.当两人同时相向运动时:(  )

A.若小车不动,两人速率一定相等;      
B.若小车向左运动,A的动量一定比B的小;
C.若小车向左运动,A的动量一定比B的大;
D.若小车向右运动,A的动量一定比B的大。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(选修模块3-5)(15分)
小题1:下列物理实验中,能说明粒子具有波动性的是            
A.通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系,证明了爱因斯坦方程的正确性
B.通过测试多种物质对X射线的散射,发现散射射线中有波长变大的成分
C.通过电子双缝实验,发现电子的干涉现象
D.利用晶体做电子束衍射实验,证实了电子的波动性
小题2:氢原子的能级如图所示.有一群处于n=4能级的氢原子,这群氢原子能发出      种谱线,发出的光子照射某金属能产生光电效应现象,则该金属的逸出功应小于    eV.

小题3:近年来,国际热核聚变实验堆计划取得了重大进展,它利用的核反应方程是H +H→He+n.若H和H迎面碰撞,初速度大小分别为v1v2H、H、He、n的质量分别为m1、m2、m3、m4,反应后He的速度大小为v3,方向与H的运动方向相同,求中子n的速度
(选取m的运动方向为正方向,不计释放的光子的动量,不考虑相对论效应).

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