【題目】科研人員乘熱氣球進(jìn)行科學(xué)考察，氣球、座艙、壓艙物和科研人員的總質(zhì)量為M＝200kg。氣球在空中以v0＝0.1m/s的速度勻速下降，距離水平地面高度h＝186m時(shí)科研人員將質(zhì)量m＝20kg的壓艙物豎直向下拋出，拋出后6s壓艙物落地。不計(jì)空氣阻力，熱氣球所受浮力不變，重力加速度取g＝10m/s2，求：

(1)壓艙物剛被拋出時(shí)的速度大�。�

(2)壓艙物落地時(shí)熱氣球距離水平地面的高度；

(3)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：本題解決第二問的關(guān)鍵是求出拋出壓艙物后，氣球的速度，請(qǐng)問你應(yīng)用什么物理規(guī)律求的氣球速度，及根據(jù)什么判斷出能用該規(guī)律？

【答案】(1)1m/s；(2)206m；(3) 第(2)問中應(yīng)用動(dòng)量守恒定律求解拋出物體后氣球速度，根據(jù)是氣球和物體系統(tǒng)開始是勻速下降，所受的合外力為零，符合系統(tǒng)動(dòng)量守恒的條件。

【解析】

(1)設(shè)壓艙物剛被拋出時(shí)的速度大小為v1，熱氣球的速度大小為v2。壓艙物被豎直向下拋出后，做豎直下拋運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有

代入數(shù)據(jù)解得

v1=1m/s

(2)拋壓艙物的過程，壓艙物和熱氣球組成的系統(tǒng)合外力為零，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，取豎直向下為正方向，由動(dòng)量守恒定律得

Mv0=mv1+（M-m）v2

代入數(shù)據(jù)解得

v2=0

設(shè)熱氣球受到的浮力為F，則有

F=Mg

壓艙物拋出后對(duì)熱氣球進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律得

F-（M-m）g=（M-m）a

代入數(shù)據(jù)解得

熱氣球6s上升的高度為

代入數(shù)據(jù)解得

h′=20m

此時(shí)熱氣球距離水平地面的高度為

H=h+h′=206m

(3) 第(2)問中應(yīng)用動(dòng)量守恒定律求解拋出物體后氣球速度，根據(jù)是氣球和物體系統(tǒng)開始是勻速下降，所受的合外力為零，符合系統(tǒng)動(dòng)量守恒的條件。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于下列四幅圖說法正確的是（　�。�

A.甲圖中分子間距離為r0時(shí)，分子間斥力、引力均為零，分子勢(shì)能也為零

B.乙圖中欲使玻璃板離開水面，繩子對(duì)玻璃板的拉力一定大于玻璃板的重力

C.丙圖中液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，液面分子間只有引力，沒有斥力

D.丁圖中封閉注射器的出射口，按壓管內(nèi)封閉氣體過程中阻力增大，說明氣體分子間斥力增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，三個(gè)質(zhì)量相等的小球A、B、C從圖示位置分別以相同的速度v0水平向左拋出，最終都能到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)O。不計(jì)空氣阻力，x軸所在處為地面，則可判斷A、B、C三個(gè)小球（ ）

A.在空中運(yùn)動(dòng)過程中，動(dòng)量變化率之比為1∶1∶1

B.在空中運(yùn)動(dòng)過程中，重力做功之比為1∶2∶3

C.初始時(shí)刻縱坐標(biāo)之比為1∶2∶3

D.到達(dá)O點(diǎn)時(shí)，速度方向與水平方向夾角的正切值之比為1∶4∶9

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩條相距L的足夠長(zhǎng)光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角為的絕緣斜面上，阻值為R的電阻與導(dǎo)軌相連，質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置，整個(gè)裝置在垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。輕繩一端與導(dǎo)體棒相連，另一端跨過光滑定滑輪與一個(gè)質(zhì)量也為m的物塊相連，且滑輪與桿之間的輕繩與斜面保持平行，物塊距離地面足夠高，（導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g）。將物塊由靜止釋放，導(dǎo)體棒經(jīng)過一段時(shí)間達(dá)到最大速度，求：

(1)當(dāng)物塊由靜止釋放的瞬間，導(dǎo)體棒MN的加速度大�。�

(2)導(dǎo)體棒MN達(dá)到的最大速度；

(3)若導(dǎo)體棒MN從靜止到達(dá)最大速度的過程中通過電阻R的電荷量為q，求電阻R上產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖1為一列簡(jiǎn)請(qǐng)橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，P、Q為介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，圖2為質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象，則

A. t=0.2s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)

B. 0～0.3s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)的路程為0.3m

C. t=0.5s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度小于質(zhì)點(diǎn)P的加速度

D. t=0.7s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點(diǎn)P距平衡位置的距離

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2017年8月28日，位于東莞市大朗鎮(zhèn)的中國(guó)散裂中子源(CSNS)首次打靶成功，獲得中子束流，標(biāo)志著散裂中子源主體工程完工，并投入試運(yùn)行。散裂中子源是一個(gè)用中子來了解微觀世界的工具，如一臺(tái)“超級(jí)顯微鏡”，可以研究DNA、結(jié)晶材料、聚合物等物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，下列關(guān)于中子的說法正確的是（ ）

A.盧瑟福預(yù)言了中子的存在并通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了中子

B.散裂中子源中產(chǎn)生的強(qiáng)中子束流可以利用電場(chǎng)使之慢化

C.若散裂中子源中的中子束流經(jīng)慢化后的速度與電子顯微鏡中的電子流速度相同，此時(shí)電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)比中子的物質(zhì)波波長(zhǎng)短

D.原子核中的中子與其他核子間無庫侖力，但有核力，有助于維系原子核的穩(wěn)定

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，三條平行等距的虛線表示電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，電勢(shì)值分別為10V、20V、30V，實(shí)線是一帶負(fù)電的粒子（不計(jì)重力）在該區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡，對(duì)于軌跡上的a、b、c三點(diǎn)來說(　 　)

A. 粒子在三點(diǎn)的合力Fa=Fb=Fc；

B. 粒子必先過a，再到b，然后到c；

C. 粒子在三點(diǎn)的動(dòng)能大小為Ekb>Eka>Ekc；

D. 粒子在三點(diǎn)的電勢(shì)能大小為Epc<Epa<Epb。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌由彎軌AB，FG和直窄軌BC，GH以及直寬軌DE、IJ組合而成，AB、FG段均為豎直的圓弧，半徑相等，分別在B，G兩點(diǎn)與窄軌BC、GH相切，窄軌和寬軌均處于同一水平面內(nèi)，BC、GH等長(zhǎng)且與DE，IJ均相互平行，CD，HI等長(zhǎng)，共線，且均與BC垂直。窄軌和寬軌之間均有豎直向上的磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，窄軌間距為，寬軌間距為L。由同種材料制成的相同金屬直棒a，b始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，兩棒的長(zhǎng)度均為L，質(zhì)量均為m，電阻均為R。初始時(shí)b棒靜止于導(dǎo)軌BC段某位置，a棒由距水平面高h處自由釋放。已知b棒剛到達(dá)C位置時(shí)的速度為a棒剛到達(dá)B位置時(shí)的，重力加速度為g，求：

（1）a棒剛進(jìn)入水平軌道時(shí)，b棒加速度ab的大��；

（2）b棒在BC段運(yùn)動(dòng)過程中，a棒產(chǎn)生的焦耳熱Qa；

（3）若a棒到達(dá)寬軌前已做勻速運(yùn)動(dòng)，其速度為a棒剛到達(dá)B位置時(shí)的，則b棒從剛滑上寬軌到第一次達(dá)到勻速的過程中產(chǎn)生的焦耳熱Qb。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量相等的A、B兩物塊用輕彈簧相連，靜止在同一豎直線上�，F(xiàn)用一豎直向上的恒力F作用在物塊A上，使物塊A向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)A的速度剛好為零時(shí)，B對(duì)地面的壓力恰好為零，則在物塊A向上運(yùn)動(dòng)的過程中，下列說法正確的是（　　）

A.恒力F的大小一定等于物塊A和B總重力的大小

B.恒力F的功率先增大后減小

C.從物塊A開始向上運(yùn)動(dòng)至速度又減為零時(shí)，恒力F做的功等于物塊A機(jī)械能的增量

D.物塊A和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能一直增大

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