Question

【題目】如圖所示，總質量為460 kg的熱氣球，從地面剛開始豎直上升時的加速度為0.5 m/s2，當熱氣球上升到180 m 時，以5 m/s的速度向上勻速運動。若離開地面后熱氣球所受浮力保持不變，上升過程中熱氣球總質量不變，重力加速度g=10 m/s2. 關于熱氣球：

（1）離開地面后熱氣球所受浮力是多少？

（2）從地面開始上升10s后速率大于5 m/s，小于5 m/s還是等于5 m/s，試分析原因。

（3）勻速上升階段的空氣阻力大小是多少？

Answer 1

【答案】（1）4830N（2）小于（3）230N

【解析】（1）從地面剛開始豎直上升時，速度為零，故阻力為零，氣球受重力和浮力，根據牛頓第二定律，有

解得

（2）剛開始豎直上升時的加速度為0.5m/s2，氣球是變加速運動，加速度逐漸減小，故10s后的速度大小小于5m/s

（3）以5m/s勻速上升時，根據平衡條件，有，解得f=230N