Question

6．中国男子汉许帅军2014年1月2日驾热气球飞近钓鱼岛后安全归来．在某次飞行训练中，热气球刚开始从地面竖直上升时，加速度为0.5m/s²，当上升到180m时，开始以5m/s的速度匀速上升．若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量460kg保持不变，重力加速度g=10m/s²．关于热气球，下列说法正确的是（　　）

• A． 加速上升过程中所受空气阻力保持不变
• B． 所受浮力大小为4830N
• C． 从地面开始上升10s后的速度大小为5m/s
• D． 以5m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230N

Answer 1

分析 气球受重力、浮力和阻力，先加速后匀速，故加速度变化，合力变化，故阻力变化；开始时速度为零，空气阻力为零，根据牛顿第二定律列式求解出浮力；最后匀速，再根据平衡条件列式求解．

解答 解：A、气球受重力、浮力和空气阻力，若阻力不变，合力不变，气球一直匀加速上升，与题矛盾．故A错误；
B、从地面刚开始竖直上升时，速度为零，故阻力为零，气球受重力和浮力，根据牛顿第二定律，有：
F_浮-mg=ma
解得：F_浮=m（g+a）=460×（10+0.5）N=4830N，故B正确；
C、刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s²，气球是变加速运动，加速度逐渐减小，故10s后的速度大小小于5m/s，故C错误；
D、以5m/s匀速上升时，根据平衡条件，有：F_浮=mg+f，解得f=230N，故D正确；
故选：BD．

点评 本题关键明确气球做加速度不断减小的加速运动，当加速度减为零时，速度达到最大；然后根据平衡条件和牛顿第二定律列式求解．