物理高手帮帮忙!跪求次题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/07/03 13:09:32
总质量为M的热气球由于故障在高空以匀速v竖直下降,为了阻止继续下降,在t=0时刻,从热气球中释放了一个质量为m的沙袋,不计空气阻力.问:何时热气球停止下降 ?这时沙袋的速度为多少? (此时沙袋尚未着地)

mg=(M-m)a
a=(M-m)/g
v=at
t=v/a=vg/(M-m)

v沙袋=gt=vg^2/(M-m)

设浮力为F
匀速下降时F=Mg
释放沙袋后匀减速F-(M-m)g=(M-m)a (1)
求出a代入公式v=at可以求出时间
最后结果是t=(M-m)v/mg
沙袋做竖直上抛运动,全过程看为匀减速运动
有公式
v末=v-gt
所以v末=(2m-M)v/m
这是高一运动学问题

用动量守恒最简单
整个过程气球+沙袋组成的系统受合外力为0(重力浮力始终未改变),动量改变量为0;
所以沙袋速度就是初动量除以沙袋质量(停止下降时气球速度为0,气球末动量为0)=Mv/m;
分析沙袋速度改变量:(M-m)v/m,加速度g
所以时间=(M-m)v/mg

当扔下沙袋的时候的热气球的加速度为a=mg/(M-m)方向向上,所以停止的时间是t=v/a=(M-m)v/mg,而沙袋的加速度是g,进过时间t后变成了(M-m)v/m

还是动量守恒定律最简单哇
可惜被前面的前面的那位老兄说了

忽略空气阻力的话,沙袋和热气球组成的系统在竖直方向上的动量是守恒的,大小为Mv

等到热气球速度为零了,有Mv=(M-m)*0+m*v1
于是v1=Mv/m。
t=v1/g

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