题目内容
【题目】质量为M的气球上有一质量为m的人,共同静止在距地面高为h的高空中,现在从气球上放下一根不计质量的软绳,人沿着软绳下滑到地面。软绳至少为多长,人才能安全到达地面?
【答案】(M+m)h/M
【解析】【试题分析】以人和气球的系统为研究对象,系统所受的合外力为零,系统的动量守恒.用软绳的长度和高度h表示人和气球的速度大小,根据动量守恒定律求出软绳的长度.
设人沿软绳滑至地面,软绳长度至少为L.如图:
以人和气球的系统为研究对象,系统的动量守恒.
规定竖直向下为正方向,由动量守恒定律得:0=mv1-Mv2 ①
人沿软绳滑至地面时,气球上升的高度为L-h,软绳的速度大小:
②
人相对于地面下降的高度为h,速度大小为: ③
将②③代入①得:
解得:
人沿着软绳下滑到地面.软绳至少为长,人才能安全到达地面.
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