Question

如图，一探空气球匀速上升执行科学考察任务，设其总质量为M，所受浮力恒为F，运动过程中所受空气阻力始终保持不变，重力加速度为g．
（1）求探空气球在运动过程中所受空气阻力的大小；
（2）探空气球在上升过程中释放一个质量为m的探测仪器，问此后探空气球将以多大的加速度上升？

Answer 1

分析：（1）对气球匀速运动时受力分析，根据平衡条件列方程求出空气阻力大小；
（2）释放一个质量为m的探测仪器后气球受的合力大小等于mg，根据牛顿第二定律列方程求加速度大小．

解答：解：（1）设所受空气阻力大小为f，根据平衡条件，得
F=Mg+f①
得：f=F-Mg②
（2）设加速度大小为a，根据牛顿第二定律，得
F-f-（M-m）g=（M-m）a③
由①③得a=

mg

M-m

④
答：（1）探空气球在运动过程中所受空气阻力的大小为F-Mg；
（2）探空气球在上升过程中释放一个质量为m的探测仪器，此后探空气球的加速度为

mg

M-m

．

点评：此题主要考查了物体平衡条件的运用和牛顿第二定律的应用．其中最关键的是判断出释放m的探测器后气球受的合力大小等于mg．