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  • (2013?武漢模擬)某探空氣球(包括其下方的吊籃)與其下方吊籃中物體的質(zhì)量之比為1:2,吊籃所受的浮力和空氣阻力忽略不計,氣球所受的空氣阻力與速度成正比、所受浮力始終保持不

    (2013?武漢模擬)某探空氣球(包括其下方的吊籃)與其下方吊籃中物體的質(zhì)量之比為1:2,吊籃所受的浮力和空氣阻力忽略不計,氣球所受的空氣阻力與速度成正比、所受浮力始終保持不變,此時氣球以1m/s的速度豎直向下運動.如果吊籃中物體的質(zhì)量減少一半,經(jīng)過一段時間后,氣球恰好能以1m/s的速度豎直向上運動.若去掉吊籃中所有的物體,氣球能達到的最大速度為( ?。?br/>A. 2m/s
    B. 3m/s
    C. 4m/s
    D. 5m/s
    物理人氣:268 ℃時間:2020-07-05 07:52:50
    優(yōu)質(zhì)解答
    設(shè)氣球質(zhì)量為m,則物體質(zhì)量為2m,由題意知空氣阻力f=kv,v1=v2=1m/s.
    (1)當氣球勻速下降時,受重力G=3mg,方向豎直向下;浮力F,方向豎直向上;
    和空氣阻力f1=kv1,方向豎直向上;由平衡條件得:3mg=F+kv1        ①;
    (2)吊籃中物體的質(zhì)量減少一半后,當氣球以同樣勻速上升時,受重力2mg,方向豎直向下;
    浮力F,方向豎直向上;空氣阻力f2=kv2,方向豎直向下;由平衡條件得:2mg+kv2=F②;
    (3)去掉吊籃中所有的物體時,氣球上升,設(shè)最終勻速運動,速度最大為v,此時氣球受重力mg,方向豎直向下;
    阻力f3=kv,豎直向下;浮力F,豎直線上;由平衡條件得:mg+kv=F     ③.
    由①②③解得:v=3m/s.
    故選B.
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