题目内容

20.质量为M的热气球吊框中有一质量为m的人,共同静止在距离地面为h的高空中,现从气球上放下一根质量不计的软绳,人沿绳子安全滑到地面,在此过程中热气球上升了(  )
A.$\frac{m}{M}$hB.$\frac{M}{m}$hC.$\frac{(m+M)}{M}$hD.h

分析 人和气球动量守恒,当人不动时,气球也不动;当人向下运动时,气球向上运动,且变化情况一致,即加速均加速,减速均减速,匀速均匀速.根据动量守恒列出等式求解.

解答 解:人与气球组成的系统动量守恒,设人的速度v1,气球的速度v2,设运动时间为t,
以人与气球组成的系统为研究对象,以向下为正方向,
由动量守恒得:mv1-Mv2=0,
得:$m\frac{{x}_{人}}{t}-M\frac{{x}_{气}}{t}=0$,其中x=h
解得:x=$\frac{m}{M}h$,故A正确,BCD错误,
故选:A

点评 本题为动量守恒定律的应用,属于人船模型的类别,关键要找出人和气球的速度关系和绳子长度与运动路程的关系.

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