在广场游玩时,一个小孩将一充有氢气的气球用细绳系于一个小石块上,并将小石块放置于水平地面上.已知小石块的质量为m。,气球(含球内氢气)的质量为m2,气球体积为V,空气密
◎ 题目
在广场游玩时,一个小孩将一充有氢气的气球用细绳系于一个小石块上,并将小石块放置于水平地面上.已知小石块的质量为m。,气球(含球内氢气)的质量为m2,气球体积为V,空气密度为ρ(V和ρ均视作不变量),风沿水平方向吹,风速为υ.已知风对气球的作用力f =Ku(式中K为一已知系数,u为气球相对空气的速度).开始时,小石块静止在地面上,如图所示. 小题1:若风速υ在逐渐增大,小孩担心气球会连同小石块一起被吹离地面,试判断是否会出现这一情况,并说明理由. 小题2:若细绳突然断开,已知气球飞上天空后,在气球所经过的空间中的风速υ保持不变量,求气球能达到的最大速度的大小. |
◎ 答案
小题1:不会 小题2: |
◎ 解析
小题1:将气球和小石块作为一个整体:在竖直方向上,气球(包括小石块)受到重力G、浮力F 和地面支持力N的作用, 据平衡条件有 N = (m1+m2)g —ρgV ① 由于式中N、,是与风速υ无关的恒力,故气球会连同小石块不会一起被吹离地面. 小题2:气球的运动可分解成水平方向和竖直方向的两个分运动,达最大速度时 气球在水平方向做匀速运动,有 υx=υ ② 气球在竖直方向做匀速运动,有 m2g+kυy =ρgV ③ 气球的最大速度 υm= ④ 联立求解得 ⑤ |
◎ 知识点
专家分析,试题“在广场游玩时,一个小孩将一充有氢气的气球用细绳系于一个小石块上,并将小石块放置于水平地面上.已知小石块的质量为m。,气球(含球内氢气)的质量为m2,气球体积为V,空气密…”主要考查了你对 【牛顿第二定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。- 最新内容
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